Утепление без пароизоляции и/или гидроветрозащиты. Многие специалисты, не вникая в детали физических принципов функционирования слоя теплоизоляции, предпочитают использовать исключительно минеральную вату. Однако, как правило, это приводит к тому, что материал намокает и, следовательно, не выполняет свои функции должным образом, что может существенно снизить эффективность теплоизоляции.
Расчет толщины утеплителя для стен и крыши
Качественная теплоизоляция играет решающую роль в строительстве как жилых, так и нежилых зданий. Современные теплоизоляционные материалы позволяют существенно сократить затраты на строительство и последующее отопление. На рынке доступно множество утеплителей для стен зданий, которые различаются по толщине. Наиболее популярными являются варианты толщиной 50, 100, 150 и 200 миллиметров. В более теплых регионах утепление часто выполняется в один слой, тогда как в северных широтах рекомендуется использовать несколько слоев для достижения оптимальных показателей тепла, что позволяет существенно сократить теплопотери и, как следствие, уменьшить затраты на обогрев.
При выборе строительных материалов важно использовать утеплители с низким уровнем теплопроводности для эффективного утепления, а с высокой теплопроводностью — для отведения тепла. Например, полистирол и минеральная вата имеют самые низкие показатели теплопроводности 0,037 и 0,040 соответственно, в то время как у кирпичной кладки уровень теплопроводности составляет 0,50, что делает кирпич гораздо менее эффективным в этой плане. Если стена состоит из нескольких слоев, то теплопроводность всей конструкции будет вычисляться как сумма теплопроводностей всех используемых материалов. Это включает в себя теплопроводность кирпичной кладки, самого теплоизолятора, гипсокартона и других отделочных материалов. Эти данные необходимо суммировать, чтобы достичь общей теплоизоляционной способности ограждающей конструкции.
Зачем требуется производить теплоизоляцию?
- Защита жилого строения от промерзания в холодное время года. Крайне важно правильно определить толщину утеплителя для стен и кровли, чтобы эффективно защитить здание.
- Увеличение эксплуатационного ресурса объекта. Теплоизоляторы выполняют не только защитную функцию, но и продлевают срок службы основных конструктивных элементов здания.
- Поддержание требуемого температурного режима. Правильно подобранные теплоизоляционные материалы обеспечивают комфортный микроклимат в жилых и офисных помещениях.
- Обеспечение дополнительной звукоизоляции. Оптимальное определение толщины утеплителя поможет снизить уровень проникновения шумов из внешней среды, например, с улицы или из близлежащей автотрассы.
Кроме того, теплоизоляция позволяет эффективно сэкономить пространство внутри здания. Утепление внешних конструкций переносит точку конденсации, тем самым исключая возможность появления и распространения грибковых микроорганизмов. Качественная теплоизоляция позволяет минимизировать потери тепла и, соответственно, уменьшить расходы на отопление. Например, на обогрев одного дома площадью 150 м² в зимний период может потребоваться 2000 кВт электроэнергии, в то время как в другом здании потребление может достичь 3500 кВт. Такой разнобой в расходах во многом вызван различиями в используемых теплоизоляционных материалах.
Исследования показывают, что основная часть теплопотерь происходит через ограждающие конструкции, а также через вентиляционные системы и канализацию. При выборе утеплителя для стен из кирпича и шлакоблока важно учитывать не только толщину, но и другие факторы, такие как степень поглощения влаги и воздуха, паропроницаемость и устойчивость к температурным колебаниям. Кроме того, стоит обратить внимание на химическую стойкость утеплителя. Наиболее ценными являются теплоизоляционные материалы, которые имеют нулевую усадку, обладают малым весом и не создают нагрузки на стены и кровельные конструкции.
От чего зависит толщина утепления
Корректный расчет подразумевает комплексное использование множества данных, необходимых для проведения множества вычислений. Все методики, формулы и таблицы содержатся в Свода Правил (СП) 131.13330.2020 «Строительная климатология» и СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Эти документы учитывают климатические показатели конкретного региона, особенности конструкции и материала ограждающих конструкций (стены, перекрытия, крыши), а также характеристики самих теплоизоляторов. Поскольку калькулятор ИЗОВЕР выполняет все эти вычисления автоматически, ниже мы сосредотачиваемся только на характеристиках утеплителя, поскольку при его выборе возможны варианты.
Основной показатель эффективности теплоизоляции представляет собой класс сохранения тепла, который связан с теплопроводностью, обозначаемой греческой буквой λ (лямбда). Чем меньше значение λ, тем выше класс сохранения тепла. К примеру, материал с теплопроводностью λ = 0,034 будет более эффективным, чем материал с λ = 0,038.
Минеральная вата также является одним из лидеров по эффективности; она в двадцать раз эффективнее красного кирпича, почти в три раза — древесины хвойных пород и самыми популярными материалами, такими как газобетон марки D400. Также стоит отметить, что минеральная вата очень близка по эффективности к органическим утеплителям, например, к пенополистиролу (ППС) и пенополиуретану (ППУ).
Минвата марки ИЗОВЕР относится к негорючим утеплителям (класс НГ по ГОСТ 30244–94), характеризуется долговечностью, соответствующей другим строительным материалам (не менее 50 лет согласно заключению российского НИИ строительной физики), а также безопасностью для человека и окружающей среды, так как утеплители ИЗОВЕР имеют маркировку EcoMaterial 2.0 (уровень Absolute Plus) — это говорит о высоком уровне экологичной чистоты.
Его характеристики зависят от нескольких факторов, влияющих на результаты вычислений через различные поправочные коэффициенты, которые используются в формулах по данным климатических таблиц. Это очевидный фактор: как правило, в Сибири необходимо значительное утепление, в то время как в Сочи можно обойтись меньшими толщинами, а Москвы в этом плане будет находиться между двумя указанными регионами.
Однако если учитывать лишь уровни температуры воздуха, ошибки не избежать. Важное значение имеют и другие климатические особенности.
Обозначенный на упаковке утеплителя класс сохранения тепла λ, упоминавшийся ранее, измеряется при определенных стандартных условиях, включая влажность воздуха. Однако фактические условия могут отличаться, и при увлажнении эффективность теплоизоляции значительно уменьшается. Поэтому при определении оптимальной толщины утеплителя следует также учитывать уровень влажности воздуха. Но на этом все не заканчивается.
При значительных температурных разностях между улицей и помещением, между этими слоями возникает точка росы — эта невидимая граница конденсации атмосферного водяного пара, где он переходит из газообразного состояния в жидкое. Если при этом толщина утепления (в первую очередь, фасадов и кровли) оказывается недостаточной, уровень влажности внутри дома может быть чрезмерно высоким. Таким образом, слой минваты должен быть подобран таким образом, чтобы точка росы всегда оставалась либо внутри него, либо в толще несущей стены, но не перемещалась глубже к внутренней отделке. Расположение точки росы зависит от различных факторов и также варьируется в зависимости от местного климата.
Чем сильнее ветер обдувает строение, тем выше теплопотери, и для разных регионов характерна различная интенсивность ветров. Это также необходимо учитывать в расчётах.
- Устройство и материал ограждающих конструкций.
Фактически, стена, крыша или перекрытие представляют собой многослойный пирог, состоящий из различных материалов. При выполнении расчетов учитываются теплоизоляционные свойства каждого из них. Поэтому, например, рекомендованная толщина минваты одной и той же марки будет различаться для брусового здания 250 х 250 мм и для коттеджа из полуторного кирпича.
Рассчитаем утепление минватой с помощью калькулятора ИЗОВЕР
Процесс вычислений начинается с выбора населенного пункта, ближайшего к месту проведения работ (1). На этом этапе система автоматически учитывает климатические факторы, включая сезонные температуры, уровень влажности и ветровую нагрузку.
Далее вам потребуется указать тип утепляемого объекта (2) — это может быть дом, квартира, балкон или лоджия, а также ввести его размеры (3), пользуясь подсказками на схеме (4).
После этого необходимо задать параметры всех ограждающих конструкций (5): стен, пола, перекрытий и крыши, а также указать их конструктивные особенности (6), состав и толщину (7) и используемый утеплитель (8). Если какая-то часть не подлежит утеплению — выберите соответствующий пункт в выпадающем меню (8). Важно не забыть внести данные для всех конструкций замкнутого теплового контура, иначе расчет не будет возможен.
Когда все данные введены, нажмите кнопку РАССЧИТАТЬ (9).
Рассмотрим на примере утепления стен каркасного дома с внутренней обшивкой гипсокартоном толщиной 12,5 мм в районе Московской области, подмосковного Подольска. Параметры дома представлены на рисунке ниже (10). Калькулятор автоматически предложит оптимальное решение по теплоизоляции для каждого утепляемого конструктивного элемента. Мы проанализируем два варианта: утеплителя для всего дома марки ИЗОВЕР Профи (λ = 0,037) и базальтовой ваты ИЗОВЕР Мастер Тёплых Стен (λ = 0,035).
После нажатия кнопки РАССЧИТАТЬ откроется следующее окно калькулятора. В его верхней части слева необходимо выбрать оптимальный температурный режим для вас (11). Это также имеет значение, поскольку некоторые предпочитают более прохладные условия (не более +21 °C зимой), в то время как другие предпочитают более теплые условия (+23–25 °C), и семья с маленькими детьми либо пожилыми родственниками может хотеть еще более высоких температур (до +27 °C).
Значительное внимание следует уделить расходам на отопление: чем более эффективной будет теплоизоляция, тем меньше денег потребуется на топливо для обогрева. Указав стоимость топлива (12), вы сможете увидеть в правой части окна калькулятора данные о предполагаемой экономии тепла и сокращении теплопотерь в процентах по сравнению с неутепленным домом (13), а также планируемое сокращение расходов на отопление в рублях и срок окупаемости утеплителя (14).
Нижняя часть окна представляет собой расчет оптимальной толщины слоя выбранного утеплителя (15) и его расход в упаковках (16) для последующего заказа. Если вы хотите изменить выбор, это можно сделать прямо здесь (17), и не обязательно возвращаться к началу расчетов. Более того, система позволяет выбирать как продукт, так и его расфасовку (18).
Например, по нашим расчетам, для утепления стен потребуется либо 24 рулона кварцевой ваты ИЗОВЕР Профи толщиной 100 мм общей стоимостью 30 500 рублей, либо 48 упаковок базальтовой ваты ИЗОВЕР Мастер Тёплых Стен на сумму 51 600 рублей (цены на момент ноября 2023 года).
Существуют ли требования к тепловому сопротивлению
Настоящим вопросом является: каким должен быть показатель сопротивления теплопередаче для ограждающих конструкций в здании, чтобы в помещениях было тепло, а в отопительный период расходы на энергоносители оставались минимальными? К счастью для владельцев жилых домов, не обязательно снова обращаться к сложным формулам. Вся необходимая информация уже содержится в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Данный нормативный документ касается строений разного назначения, эксплуатируемых в различных климатических зонах, что вполне объяснимо, так как температурные условия для жилых и производственных помещений различаются. Кроме того, для разных регионов характерны свои предельные минусовые температуры и длительность отопительного сезона, поэтому выделяется усредненное значение, называемое градусо-сутками отопительного сезона.
Важно! Интересным аспектом является то, что основная таблица, о которой идет речь, содержит нормируемые показатели для разных ограждающих конструкций. Это не вызывает удивления, ведь тепло покидает дом неравномерно.
Попробуем несколько упростить таблицу для необходимых показателей теплового сопротивления, что будет актуально для жилых зданий (м²·K/Вт):
| Регион по градусо-суткам | Окна | Стены | Перекрытия холодного чердака и холодного подвала |
| 2000 | 0,3 | 2,1 | 2,8 |
| 4000 | 0,45 | 2,8 | 3,7 |
| 6000 | 0,6 | 3,5 | 4,6 |
| 8000 | 0,7 | 4,2 | 5,5 |
| 10000 | 0,75 | 4,9 | 6,4 |
| 12000 | 0,8 | 5,6 | 7,3 |
На основании данной таблицы становится очевидным, что если в Москве (5800 градусо-суток при средней температуре в помещениях около 24 градусов) строить дом, используя только полнотелый кирпич, то потребуется делать стену толщиной более 2,4 метра (расчет = 3,5 Х 0,7). Технически и финансово это выглядит абсурдно. Вот почему использование утепляющих материалов оправдано.
Очевидно, что для коттеджей в Москве, Краснодаре и Хабаровске требования к теплоизоляции будут различаться. Все, что нам нужно сделать, это определить градусо-сутки для нашего населенного пункта и выбрать необходимое значение из таблицы. Используя формулу для теплопроводности, мы можем провести расчет и определить оптимальную толщину утеплителя, который необходимо будет применить.
| Город | Градусо-сутки Dd отопительного периода при температуре, + С | |||||
| 24 | 22 | 20 | 18 | 16 | 14 | |
| Абакан | 7300 | 6800 | 6400 | 5900 | 5500 | 5000 |
| Анадырь | 10700 | 10100 | 9500 | 8900 | 8200 | 7600 |
| Арзанас | 6200 | 5800 | 5300 | 4900 | 4500 | 4000 |
| Архангельск | 7200 | 6700 | 6200 | 5700 | 5200 | 4700 |
| Астрахань | 4200 | 3900 | 3500 | 3200 | 2900 | 2500 |
| Ачинск | 7500 | 7000 | 6500 | 6100 | 5600 | 5100 |
| Белгород | 4900 | 4600 | 4200 | 3800 | 3400 | 3000 |
| Березово (ХМАО) | 9000 | 8500 | 7900 | 7400 | 6900 | 6300 |
| Бийск | 7100 | 6600 | 6200 | 5700 | 5300 | 4800 |
| Биробиджан | 7500 | 7100 | 6700 | 6200 | 5800 | 5300 |
| Благовещенск | 7500 | 7100 | 6700 | 6200 | 5800 | 5400 |
| Братск | 8100 | 7600 | 7100 | 6600 | 6100 | 5600 |
| Брянск | 5400 | 5000 | 4600 | 4200 | 3800 | 3300 |
| Верхоянск | 13400 | 12900 | 12300 | 11700 | 11200 | 10600 |
| Владивосток | 5500 | 5100 | 4700 | 4300 | 3900 | 3500 |
| Владикавказ | 4100 | 3800 | 3400 | 3100 | 2700 | 2400 |
| Владимир | 5900 | 5400 | 5000 | 4600 | 4200 | 3700 |
| Комсомольск-на-Амуре | 7800 | 7300 | 6900 | 6400 | 6000 | 5500 |
| Кострома | 6200 | 5800 | 5300 | 4900 | 4400 | 4000 |
| Котлас | 6900 | 6500 | 6000 | 5500 | 5000 | 4600 |
| Краснодар | 3300 | 3000 | 2700 | 2400 | 2100 | 1800 |
| Красноярск | 7300 | 6800 | 6300 | 5900 | 5400 | 4900 |
| Курган | 6800 | 6400 | 6000 | 5600 | 5100 | 4700 |
| Курск | 5200 | 4800 | 4400 | 4000 | 3600 | 3200 |
| Кызыл | 8800 | 8300 | 7900 | 7400 | 7000 | 6500 |
| Липецк | 5500 | 5100 | 4700 | 4300 | 3900 | 3500 |
| Санкт-Петербург | 5700 | 5200 | 4800 | 4400 | 3900 | 3500 |
| Смоленск | 5700 | 5200 | 4800 | 4400 | 4000 | 3500 |
| Магадан | 9000 | 8400 | 7800 | 7200 | 6700 | 6100 |
| Махачкала | 3200 | 2900 | 2600 | 2300 | 2000 | 1700 |
| Минусинск | 4700 | 6900 | 6500 | 6000 | 5600 | 5100 |
| Москва | 5800 | 5400 | 4900 | 4500 | 4100 | 3700 |
| Мурманск | 7500 | 6900 | 6400 | 5800 | 5300 | 4700 |
| Муром | 6000 | 5600 | 5100 | 4700 | 4300 | 3900 |
| Нальчик | 3900 | 3600 | 3300 | 2900 | 2600 | 2300 |
| Нижний Новгород | 6000 | 5300 | 5200 | 4800 | 4300 | 3900 |
| Нарьян-Мар | 9000 | 8500 | 7900 | 7300 | 6700 | 6100 |
| Великий Новгород | 5800 | 5400 | 4900 | 4500 | 4000 | 3600 |
| Олонец | 6300 | 5900 | 5400 | 4900 | 4500 | 4000 |
| Омск | 7200 | 6700 | 6300 | 5800 | 5400 | 5000 |
| Орел | 5500 | 5100 | 4700 | 4200 | 3800 | 3400 |
| Оренбург | 6100 | 5700 | 5300 | 4900 | 4500 | 4100 |
| Новосибирск | 7500 | 7100 | 6600 | 6100 | 5700 | 5200 |
| Партизанск | 5600 | 5200 | 4900 | 4500 | 4100 | 3700 |
| Пенза | 5900 | 5500 | 5100 | 4700 | 4200 | 3800 |
| Пермь | 6800 | 6400 | 5900 | 5500 | 5000 | 4600 |
| Петрозаводск | 6500 | 6000 | 5500 | 5100 | 4600 | 4100 |
| Петропавловск-Камчатский | 6600 | 6100 | 5600 | 5100 | 4600 | 4000 |
| Псков | 5400 | 5000 | 4600 | 4200 | 3700 | 3300 |
| Рязань | 5700 | 5300 | 4900 | 4500 | 4100 | 3600 |
| Самара | 5900 | 5500 | 5100 | 4700 | 4300 | 3900 |
| Саранск | 6000 | 5500 | 5100 | 5700 | 4300 | 3900 |
| Саратов | 5600 | 5200 | 4800 | 4400 | 4000 | 3600 |
| Сортавала | 6300 | 5800 | 5400 | 4900 | 4400 | 3900 |
| Сочи | 1600 | 1400 | 1250 | 1100 | 900 | 700 |
| Сургут | 8700 | 8200 | 7700 | 7200 | 6700 | 6100 |
| Ставрополь | 3900 | 3500 | 3200 | 2900 | 2500 | 2200 |
| Сыктывкар | 7300 | 6800 | 6300 | 5800 | 5300 | 4900 |
| Тайшет | 7800 | 7300 | 6800 | 6300 | 5800 | 5400 |
| Тамбов | 5600 | 5200 | 4800 | 4400 | 4000 | 3600 |
| Тверь | 5900 | 5400 | 5000 | 4600 | 4100 | 3700 |
| Тихвин | 6100 | 5600 | 2500 | 4700 | 4300 | 3800 |
| Тобольск | 7500 | 7000 | 6500 | 6100 | 5600 | 5100 |
| Томск | 7600 | 7200 | 6700 | 6200 | 5800 | 5300 |
| Тотьна | 6700 | 6200 | 5800 | 5300 | 4800 | 4300 |
| Тула | 5600 | 5200 | 4800 | 4400 | 3900 | 3500 |
| Тюмень | 7000 | 6600 | 6100 | 5700 | 5200 | 4800 |
| Улан-Удэ | 8200 | 7700 | 7200 | 6700 | 6300 | 5800 |
| Ульяновск | 6200 | 5800 | 5400 | 5000 | 4500 | 4100 |
| Уренгой | 10600 | 10000 | 9500 | 8900 | 8300 | 7800 |
| Уфа | 6400 | 5900 | 5500 | 5100 | 4700 | 4200 |
| Ухта | 7900 | 7400 | 6900 | 6400 | 5800 | 5300 |
| Хабаровск | 7000 | 6600 | 6200 | 5800 | 5300 | 4900 |
| Ханты-Мансийск | 8200 | 7700 | 7200 | 6700 | 6200 | 5700 |
| Чебоксары | 6300 | 5800 | 5400 | 5000 | 4500 | 4100 |
| Челябинск | 6600 | 6200 | 5800 | 5300 | 4900 | 4500 |
| Черкесск | 4000 | 3600 | 3300 | 2900 | 2600 | 2300 |
| Чита | 8600 | 8100 | 7600 | 7100 | 6600 | 6100 |
| Элиста | 4400 | 4000 | 3700 | 3300 | 3000 | 2600 |
| Южно-Курильск | 5400 | 5000 | 4500 | 4100 | 3600 | 3200 |
| Южно-Сахалинск | 6500 | 6000 | 5600 | 5100 | 4700 | 4200 |
| Якутск | 11400 | 10900 | 10400 | 9900 | 9400 | 8900 |
| Ярославль | 6200 | 5700 | 5300 | 4900 | 4400 | 4000 |
Примеры расчёта толщины утеплителя
Разберем на практике процесс расчета утепляющего слоя стены и потолка жилой мансарды. В качестве примера возьмем дом, построенный в Вологде, выполненный из блоков (пенобетон) толщиной 200 мм.
Таким образом, если температура 22 градуса является нормальной для жителей, то актуальный на данный момент показатель градусо-суток равен 6000. Мы находим соответствующий показатель в нормативном таблице по термическому сопротивлению, он составляет 3,5 м²·K/Вт — к этому значению будем стремиться.
Стена будет многослойной, поэтому первым шагом определим, какое теплоизоляционное сопротивление обеспечивает обычный пеноблок. Если средняя теплопроводность пенобетона составляет около 0,4 Вт/(м·К), то при толщине 20 мм эта внешняя стена даст сопротивление теплопередаче на уровне 0,5 м²·K/Вт (0,2 метра делим на коэффициент теплопроводности 0,4).
Следовательно, для качественного утепления нам не хватает примерно 3 м²·K/Вт. Их можно получить с помощью минеральной ваты или пенопласта, которые будут установлены со стороны фасада в вентилируемой навесной конструкции или с применением мокрого способа теплоизоляции. Необходимо немного модифицировать формулу теплового сопротивления и получить необходимую толщину — необходимо умножить недостающее сопротивление теплопередаче на теплопроводность (показатели взять из таблицы).
В числовом выражении это будет выглядеть следующим образом: d (толщина базальтовой минваты) = 3 Х 0,035 = 0,105 метра. То есть, мы можем использовать любой материал, который имеет толщину 10 сантиметров. Следует отметить, что при использовании пенопласта плотностью 25 кг/м³ и выше необходимая толщина будет аналогичной.
Также рассмотрим другой пример. Допустим, мы хотим построить ограждение утепленного остекленного балкона из полнотелого силикатного кирпича в том же доме, тогда недостающее термическое сопротивление составит примерно 3,35 м²·K/Вт (0,12 Х 0,82). Если планируем использовать для утепления пенопласт ПСБ-С-15, то его толщина должна быть 0,144 м — то есть, 15 см.
Для мансарды, крыши и перекрытий расчеты будут аналогичными, за исключением теплопроводности и сопротивления теплопередаче несущих конструкций. Кроме того, требования по сопротивлению несколько увеличиваются, потребуется не 3,5 м²·K/Вт, а уже 4,6. Таким образом, вата подойдет толщиной до 20 см = 4,6 Х 0,04 (теплоизолятор для крыши).
Шаг 3 — рассчитать толщину пенопласта
Наконец, осталось вычислить конкретную толщину пенопласта, необходимого для утепления стены из нашего примера. Это можно сделать, используя формулу для вычисления любого R (чтобы не путаться, здесь не следует путать его с требуемым, а просто использовать R, как обычное сопротивление теплопередаче):
где β — это толщина материала (м), λ — теплопроводность (Вт/м²·°С), Rв + Rсн — сопротивления теплопередаче пристенного воздуха как внутри, так и снаружи (по справочным данным эта сумма принимается равной 0,16 Вт/м²·°С).
Так как стена состоит из нескольких слоев, то при вычислении R нужно это учитывать. В таком случае формула будет выглядит следующим образом:
R = βк/λк + βп/λп + βш/λш + Rв + Rсн,
где βк и λк, βп и λп, βш и λш — это толщина и теплопроводность кирпича, пенопласта и штукатурки соответственно. Из всех этих данных единственное, что нам известно только — это толщина пенопласта, которую мы найдем из формулы, опираясь на то, что R должно быть равно Rтр, которое мы ранее определили. Остальные значения известны:
- βк = 0,24 м, λк = 0,6 Вт/м²·°С;
- βп неизвестна, λп = 0,035 Вт/м²·°С;
- βш = 0,03 м, λш = 1 Вт/м²·°С.
Следует заметить, что формула модифицируется следующим образом:
R = 0,24/0,6 + βп/0,035 + 0,03/1 + 0,16 = Rтр = 3,15 Вт/м²·°С.
Тогда значение βп будет равно:
βп = (3,15 – 0,24/0,6 – 0,03/1 – 0,16) ⸱ 0,035 = 0,0896 м или 9 см.
Получается, что для утепления стены в два кирпича, отделанной штукатуркой, потребуется пенопласт толщиной минимум 9 см. Это соответствует средним значениям, которые используются в качестве универсальных для центральной части страны — 10-15 см. Если вместо обычного материала вы ещё применяете утепляющую штукатурку с λ = 0,2 Вт/м²·°С, то толщина утеплителя немного уменьшится и составит 8,5 см. Однако учитывая, что пенопласт производится в виде плит с толщиной 20, 30, 40, 50 и 100 мм, с большой долей вероятности для утепления будет рационально использовать плиты толщиной 100 мм, которые обеспечат требуемое сопротивление теплопередаче.
Определяем минимальную толщину утеплителя
В рассмотренном примере мы получили следующие данные:
- Rтр для Москвы составляет 4,73 °C·сут./год;
- коэффициент теплопроводности λ для каменной ваты равен 0,038 Вт/м²·°C.
При вычислениях важно учесть, что общее значение R для крыши — это сумма сопротивлений теплопередаче всех слоев: пароизоляции, утеплителя, гидроизоляции, финишного покрытия. Если представить формулу для конструкции из нескольких слоев, она будет выглядеть так:
где R0, R1, R2, Rn — это сопротивления теплопередаче отдельных слоев, n — общее количество слоев в конструкции (в случае с крышей это пароизоляция, утеплитель, гидроизоляция, отделка), Rв и Rсн — сопротивления теплопередаче пристенного внешнего и внутреннего воздуха, которые для упрощения расчетов обычно принимаются равными 0,16 м²·°°C/Вт.
Для этих расчетов также необходимо знать параметры толщины и коэффициенты теплопроводности остальных слоев: пароизоляции, гидроизоляции, финишной отделки. Каждое значение будет индивидуальным. Например, возьмем следующий конструктивный пирог для кровли:
- подшивка из досок — 25 мм при 0,017 Вт/м²·°С;
- пароизоляция — 0,18 мм с коэффициентом 0,038 Вт/м²·°С;
- гидроизоляция — 2,1 мм при 0,032 Вт/м²·°С;
- металлочерепица — 0,45 мм с коэффициентом 52 Вт/м²·°С.
Основываясь на этом, формула Rтр = β0/λ0 + β1/λ1 + β2/λ2 + … + βn/λn + Rn + Rв + Rсн, в конечном итоге будет выглядеть следующим образом:
4,73 = 25/0,017 + 0,18/0,038 + X/0,038 + 2,1/0,032 + 0,45/52 + 0,16.
Таким образом, искомая толщина утеплителя X будет равна:
X = (4,73 – 0,025/0,017 – 0,00018/0,038 – 0,0021/0,032 – 0,00045/52) ⸱ 0,038 = (4,73 – 1,47 – 0,0047 – 0,066 – 0,000009 – 0,16) ⸱ 0,038 = 0,115 м или 11,5 см.
Таким образом, минимальная толщина каменной ваты для утепления крыши в данном случае должна быть не менее 11,5 см. Если же вместо α = 0,038 взять теплопроводность другого утеплителя, скажем, напыляемого пенополиуретана — λ = 0,028, то толщина составит X = (4,2 – 1,47 –0,0047 – 0,066 – 0,000009 – 0,16) ⸱ 0,028 = 0,0848 м или 8,5 см.
Полезно знать! Из расчетов можно сделать вывод, что чем ниже коэффициент теплопроводности λ, тем меньше должна быть минимальная толщина утеплителя. То есть чем меньше утеплитель пропускает тепло, тем более тонким может быть слой изоляции. Это следует учитывать при выборе теплоизоляции для крыши.
В заключение
Для того чтобы точно определить необходимую толщину утеплителя, необходимо произвести специализированный расчет, принимая во внимание климатические особенности конкретного района, где происходит строительство. Это позволит выбрать оптимальное значение толщины утеплителя, которое будет и не избыточным, и не слишком низким. Благодаря этому, утеплитель будет полностью выполнять свои функции, а также вы избежите переплат за закупку теплоизоляционного материала большой толщины, что в итоге может быть излишним.
В случае, если у вас нет возможности выполнить все необходимые расчеты, можно воспользоваться средними показателями. В умеренном климате толщина минеральной ваты для крыши должна быть не менее 100 мм, в северных регионах — от 150 до 200 мм. Если используется пенополистирольный материал, то эти значения составят 60 и 80-100 мм соответственно. Главное — не снижать толщину теплоизоляции с целью экономии, так как в будущем это может привести к значительному увеличению расходов на отопление.
