Romax42.ru

Дизайн и интерьер вашего дома
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет толщины утеплителя СП

Теплотехнический расчет с примером

Давным-давно здания и сооружения строились, не задумываясь о том, какими теплопроводными качествами обладают ограждающие конструкции. Другими словами, стены делались просто толстыми. И если вам когда-нибудь случалось быть в старых купеческих домах, то вы могли заметить, что наружные стены этих домов выполнены из керамического кирпича, толщина которых составляет порядка 1,5 метров. Такая толщина кирпичной стены обеспечивала и обеспечивает до сих пор вполне комфортное пребывание людей в этих домах даже в самые лютые морозы.

В настоящее же время все изменилось. И сейчас экономически не выгодно делать стены такими толстыми. Поэтому были придуманы материалы, которые могут ее уменьшить. Одни из них: утеплители и газосиликатные блоки. Благодаря этим материалам, например, толщина кирпичной кладки может быть снижена до 250 мм.

Теперь стены и перекрытия чаще всего делают 2-х или 3-х слойными, одним слоем из которых является материал с хорошими теплоизоляционными свойствами. А для того, чтобы определить оптимальную толщину этого материала, проводится теплотехнический расчет и определяется точка росы.

Как производится расчет по определению точки росы вы можете ознакомиться на следующей странице. Здесь же будет рассмотрен теплотехнический расчет на примере.

Необходимые нормативные документы

Для расчета потребуются два СНиПа, один СП, один ГОСТ и одно пособие:

  • СНиП 23-02-2003 (СП 50.13330.2012). «Тепловая защита зданий». Актуализированная редакция от 2012 года [1].
  • СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012). «Строительная климатология». Актуализированная редакция от 2012 года [2].
  • СП 23-101-2004. «Проектирование тепловой защиты зданий» [3].
  • ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года). «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» [4].
  • Пособие. Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие» [5].

Скачать СНиПы и СП вы можете здесь, ГОСТ — здесь, а Пособие — здесь.

Рассчитываемые параметры

В процессе выполнения теплотехнического расчета определяют:

  • теплотехнические характеристики строительных материалов ограждающих конструкций;
  • приведённое сопротивление теплопередачи;
  • соответствие этого приведённого сопротивления нормативному значению.

Дальше будут приведен пример теплотехнического расчета без воздушной прослойки.

Пример. Теплотехнический расчет трехслойной стены без воздушной прослойки

Исходные данные

1. Климат местности и микроклимат помещения

Район строительства: г. Нижний Новгород.

Назначение здания: жилое .

Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна — 55% (СНиП 23-02-2003 п.4.3. табл.1 для нормального влажностного режима).

Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года tint= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

Расчетная температура наружного воздуха text, определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -31°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 5);

Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна zht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tht = -4,1°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 12).

2. Конструкция стены

Стена состоит из следующих слоев:

  • Кирпич декоративный (бессер) толщиной 90 мм;
  • утеплитель (минераловатная плита), на рисунке его толщина обозначена знаком «Х», так как она будет найдена в процессе расчета;
  • силикатный кирпич толщиной 250 мм;
  • штукатурка (сложный раствор), дополнительный слой для получения более объективной картины, так как его влияние минимально, но есть.

3. Теплофизические характеристики материалов

Значения характеристик материалов сведены в таблицу.

Примечание (*): Данные характеристики можно также найти у производителей теплоизоляционных материалов.

Расчет

4. Определение толщины утеплителя

Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:

Примечание: также градусо-сутки имеют обозначение — ГСОП.

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) в зависимости от градусо-суток района строительства:

Rreq= a×Dd + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214м 2 × °С/Вт ,

где: Dd — градусо-сутки отопительного периода в Нижнем Новгороде,

a и b — коэффициенты, принимаемые по таблице 4 (если СНиП 23-02-2003) или по таблице 3 (если СП 50.13330.2012) для стен жилого здания (столбец 3).

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии

В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м 3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных).

Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):

где: n = 1 — коэффициент, принятый по таблице 6 [1] для наружной стены;

tint = 20°С — значение из исходных данных;

text = -31°С — значение из исходных данных;

Δtn = 4°С — нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5 [1] в данном случае для наружных стен жилых зданий;

αint = 8,7 Вт/(м 2 ×°С) — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1] для наружных стен.

4.3. Норма тепловой защиты

Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи выбираем Rreq из условия энергосбережения и обозначаем его теперь Rтр0= 3,214м 2 × °С/Вт .

5. Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где: δi- толщина слоя, мм;

λi — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

1 слой (декоративный кирпич): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 м 2 × °С/Вт .

3 слой (силикатный кирпич): R3 = 0,25/0,87 = 0,287 м 2 × °С/Вт .

4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м 2 × °С/Вт .

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие»):

где: Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности, αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 — сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м 2 ·°С/Вт

Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):

где: λут — коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):

где: ΣRт,i — сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м 2 ·°С/Вт.

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R = 3,503м 2 × °С/Вт > Rтр0 = 3,214м 2 × °С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Влияние воздушной прослойки

В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя применяются минеральная вата, стекловата или другой плитный утеплитель, необходимо устройство воздушной вентилируемой прослойки между наружной кладкой и утеплителем. Толщина этой прослойки должна составлять не менее 10 мм, а желательно 20-40 мм. Она необходима для того, чтобы осушать утеплитель, который намокает от конденсата.

Данная воздушная прослойка является не замкнутым пространством, поэтому в случае ее наличия в расчете необходимо учитывать требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а именно:

а) слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью (в нашем случае — это декоративный кирпич (бессер)), в теплотехническом расчете не учитываются;

б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αext = 10,8 Вт/(м°С).

Примечание: влияние воздушной прослойки учитывается, например, при теплотехническом расчете пластиковых стеклопакетов.

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.

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 = (tВtОТ) х zОТ.

В данной формуле tВ — это температура, которая должна быть внутри помещения. По нормам она равняется 20-22 0 С.

Значение параметров tОТи zОТ 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 tОТ = — 5,2 0 С, а продолжительность zОТ = 215сут/год.

Теперь нужно определится, какая температура воздуха внутри помещения для вас комфортна. Как было написано выше оптимальным считается tВ = 20-22 0 С. Если вы любите более прохладную или более теплую температуру, то при расчете ГСОП для значение tВ может быть другим.

Итак, подсчитаем ГСОП для температуры tВ = 18 0 С и tВ = 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.

Расчета толщины утеплителя

Надеемся вам хватило желания дочитать предыдущий раздел нашей статьи. Теперь попробуем рассчитать толщину утеплителя в зависимости от материала и толщины стен.

Каждый материал, входящий в многослойный пирог стены, обладает собственным тепловым сопротивлением R. Так вот, наша задача, состоит в том, чтобы сумма всех сопротивлений материалов, входящих в конструкцию стены, равнялась тепловому сопротивлению R ТР ,которое мы рассчитывали в предыдущейглаве, т.е.:

R ТР = R1 + R2 + R3 Rn, где n количество слоев.

Тепловое сопротивление отдельного материала R равняется отношению толщины слоя (δs) к теплопроводности (λS).

R = δSS

Что бы дальше не путать вас формулами, рассмотрим три примера.

Примеры расчета толщины утеплителя для стен из кирпича и газобетона

Для дальнейшего нахождения толщины утеплителя, нам понадобятся значения теплопроводности материалов λS. Эти данные должны присутствовать в сертификате к материалам.

Если по каким-либо причинам их нет, то посмотреть их можно в Приложение С к СП 50.13330.2012, который мы использовали ранее.

λ = 0,14 Вт/м* 0 С — теплопроводность газобетона;

λ = 0,045 Вт/м* 0 С – теплопроводность утеплителя;

λ = 0,52 Вт/м* 0 С – теплопроводность кирпича.

Далее вычисляем значение R для каждого материала, зная, что толщина слоя газобетона δ = 30 см, а наружная кладка в полкирпича равняется δ = 12 см.

RГ = δ = 0,3/0,14 = 2,14 м 2 * 0 С/Вт — тепловое сопротивление газобетона;

RК = δ = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В — тепловое сопротивление кирпича.

Т.к. наша стена состоит из трех слоев, то верно будет уравнение:

В предидущей главе мы находили значение R ТР (22 0 С) для г. Казань. Используем его для наших вычислений.

RУ = 3,45 — 2,14 – 0,23 = 1,08 м 2 * 0 С/Вт.

Таким образом мы нашли, каким тепловым сопротивлением должен обладать утеплитель. Для нахождения толщины утеплителя воспользуемся формулой:

Мы получили, что для заданных условий достаточно утеплителя толщиной 5 см.

Если мы возьмём значение R ТР (18 0 С) = 3,15 м 2 * 0 С/Вт, то получим:

RУ = 3,15 — 2,14 – 0,23 = 0,78 м 2 * 0 С/Вт.

Как видите, толщина утеплителя изменилась всего на полтора сантиметра.

По аналогии с предыдущими вычислениями находим значения теплопроводности по таблице:

λSК1 = 0,87 Вт/м* 0 С — теплопроводность силикатного кирпича плотностью 1800 кг/м 3 ;

λ = 0,045 Вт/м* 0 С – теплопроводность утеплителя;

λSК2 = 0,52 Вт/м* 0 С – теплопроводность кирпича плотностью 1000 кг/м 3 .

Далее находим значения R:

RК1 = δSК1SК1 = 0,38/0,87 = 0,44 м 2 * 0 С/Вт — тепловое сопротивление кирпича 1800 кг/м 3 ;

RК2 = δSК2SК2 = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В — тепловое сопротивление кирпича 1000 кг/м 3 .

Находим тепловое сопротивление утеплителя:

RУ = 3,45 – 0,44 – 0,23 = 2,78 м 2 * 0 С/Вт.

Теперь вычисляем толщину утеплителя:

Т.е. для данных условий достаточно толщины утеплителя 12 см.

Пример 3. В качестве наглядного примера, говорящем о важности утепления, рассмотрим стену состоящую только газобетона D600.

Зная теплопроводность газобетонных блоков, λ = 0,14 Вт/м* 0 С, можем сразу вычислить необходимую толщину стен т.к. стена однородна.

δS = R ТР х λ = 3,45 х 0,14 = 0,5 м

Мы получаем, чтобы соблюдать все нормы СНиП, мы должны выложить стену толщиной 0,5 м.

В таком случае можно пойти двумя путями, сделать стену сразу необходимой толщины или построить стену потоньше и дополнительно утеплить.

Первый вариант нам кажется более надежным и менее затратным, потому что работ по монтажу утеплителя нет. Второй вариант больше подходит для уже построенных домов.

Все эти примеры, показывают, как зависит толщина утепление от материала стен. По аналогии с ними вы можете проделать расчёты для любого типа материала.

Видео «Утепление стен»

В заключении, предлагаем вам посмотреть пару видеороликов, которое будет полезно при выборе толщины утеплителя для стен дома построенного из пенобетона и газобетона.

Теплотехнический расчёт стены

Теплотехнический расчёт однородной наружной стены здания

Исходные данные

Назначение здания — административное.
Расчетная температурой наружного воздуха в холодный период года, text = -40 °С;
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, tint = +20 °С;
Средняя температура наружного воздуха отопительного периода, tht = -8 °С;
Продолжительность отопительного периода, zht = 241 сут.;
Нормальный влажностный режим помещения и условия эксплуатации ограждающих конструкций — А (сухой режим помещения в нормальной зоне влажности).
Коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, n = 1;
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, αext = 23 Вт/(м²•°С);
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, αint = 8.7 Вт/(м²•°С);
Состав наружной стены:

№ слояСлойδ, ммλ, Вт/(м °С)γ, кг/м 3
1Кладка из кирпича керамического пустотного1200.641300
2Минераловатный утеплитель1500.03960
3Кладка из кирпича керамического полнотелого3800.811600
4Штукатурка ц.п.200.911800
Определение требуемого сопротивления теплопередаче

Определим величину градусо-суток Dd в течение отопительного периода по формуле 1 [СП 23-101-2004]:

где tint — расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания [табл.1, СП 23-101-2004];
tht — средняя температура наружного воздуха отопительного периода [табл.1, СП 23-101-2004];
zht — продолжительность отопительного периода [табл.1, СП 23-101-2004].

Определим требуемое значение сопротивления теплопередачи Rreq по табл. 3 [СП 50.13330.2012]

где Dd — градусо-сутки отопительного периода;
а=0,0003 [табл.3, СП 50.13330.2012]
b=1,2 [табл.3, СП 50.13330.2012]

Rreq = 0.0003*6748+1.2=3.2244 м 2 *°С/Вт,

Определение приведённого сопротивления теплопередаче стены

где αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м 2 *°С), принимаемый по табл. 4 СП 50.13330.2012;
αн — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, Вт/(м 2 *°С), принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012;

Читать еще:  Утепление чердачного перекрытия по деревянным балкам

Rs — термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента (м 2 *°С)/Вт, определяемое по формуле:

δs — толщина слоя, м;
λs — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м*°С), принимаемый согласно приложения Т СП 50.13330.2012.
ys уэ — коэффициент условий эксплуатации материала слоя, доли ед. При отсутствии данных принимается равным 1.

Расчетное значение сопротивления теплопередаче, R:

R > Rreq — Условие выполняется

Толщина конструкции, ∑t =675 мм;

Определение температурного перепада между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции

Значение выразим из формулы (5.4) СП 50.13330.2012

Δt н > Δt, 4.5 °C > 1.469 °C — условие выполняется.

Моделирование однородной стены в ЛИРА САПР. Решение стационарной задачи

Схема ограждающей конструкции:

Создаём задачу в 15-м признаке схемы. Рассмотрим участок стены, длиной 1 м

Шаг 1 геометрия

Шаг 2 Создание элементов конвекции

Моделируем стержни по наружной и внутренней граням стены. Стержням следует присвоить тип КЭ №1555. Они являются своего рода граничными условиями и, в то же время, воспринимают температуру воздуха.

Шаг 3 характеристики материалов

В окне задания типов жёсткости следует создать жёсткость: пластины Теплопроводность (пластины). В окне характеристик жёсткости вводятся параметры Н — толщина пластины, К — коэффициент теплопроводноти, С — коэффициент теплопоглощения, R0 — удельный вес.

Характеристики слоёв стены:
Кирпич облицовочный пустотелый Н=100 см, К=0.64 Дж/(м*с*°С);
Теплоизоляция Н=100 см, К=0.039 Дж/(м*с*°С);
Кирпич полнотелый Н=100 см, К=0.81 Дж/(м*с*°С);
Штукатурка ц.п. Н=100 см, К=0.76 Дж/(м*с*°С);

Для элементов конвекции, следует создать типы жёсткости Конвекция (двухузловые). Для таких элементов задаются коэффициенты конвекции внутреннего и внешнего слоя.

Шаг 4 Внешняя нагрузка

Через внешнюю нагрузку задаётся температура воздуха для элементов конвекции. Для этого, в разделе нагрузки, нужно открыть Заданная t.

Температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции составляет 18.531 °С (результат замера температуры в узле).

Определение сопротивления теплопередачи конструкции по результатам расчёта ЛИРА САПР

Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (5.4) СП 50.13330.2012:

Теплотехнический расчёт наружной стены здания с учётом неоднородности

Исходные данные

Для расчёта принимается конструкция стены, рассмотренная в предыдущем примере. Неоднородностью будет выступать кладочная сетка, служащая для крепления облицовки к несущему слою кладки. Параметры сетки: d=3 мм, шаг стержней 50х50 мм.

Определение приведённого сопротивления теплопередаче с учётом неоднородностей

Приведённое сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания R пр , (м 2 *°C)/Вт, следует определять по формуле:

где R усл — осреднённое по площади условное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания либо выделенной ограждающей конструкции, (м 2 *°C)/Вт;
lj — протяжённость линейной неоднородности j-го вида, приходящаяся на 1 м 2 фрагмента теплозащитной оболочки здания, или выделенной ограждающей конструкции, м/м 2 ;
ΨI — удельные потери теплоты через линейную неоднородность j-го вида, Вт/(м*°С);
nk — количество точечных неоднородностей k-го вида, приходящихся на 1 м 2 фрагмента теплозащитной оболочки здания, или выделенной ограждающей конструкции, шт./м 2 ;
χk — удельные потери теплоты через точечную неоднородность k-го вида, Вт/°С;
ai — площадь плоского элемента конструкции i-го вида, приходящаяся на 1 м 2 фрагмента теплозащитной оболочки здания, или выделенной ограждающей конструкции, м 2 /м 2 ;

где Ai — площадь i-й части фрагмента, м 2 ;
Ui — коэффициент теплопередачи i-й части фрагмента теплозащитной оболочки здания (удельные потери теплоты через плоский элемент i-го вида), Вт/(м 2 *°С);

Определение удельных потерь теплоты кладочной сетки

Кладочная сетка, через которую осуществляется связь между облицовкой и несущим слоем, является линейной неоднородностью. Удельные потери теплоты через линейную неоднородность, определяются по СП 230.1325800.2015, приложение Г.7 Теплозащитные элементы, образуемые различными видами связей в трёхслойных железобетонных панелях.

Удельное сечение металла на 1 м.п. в рассматриваемом примере составит S*(1000/50)=3.14159*d 2 /4*(1000/50)=1.41372 см 2 /м

Удельные потери теплоты будут определяться по интерполяции между значениями, найденными по таблицам Г.42 и Г.43 СП 230.1325800.2015

Таблица Г.42 — Удельные потери теплоты Ψ, Вт/(м*°С). Сетка с удельным сечением металла на 1 п.м 0,53 см 2 /м

dут, ммλ = 0,2λ = 0,6λ = 1,8
500,0050,0080,011
800,0050,0070,009
1000,0040,0070,008
1500,0040,0050,006

Таблица Г.43 — Удельные потери теплоты Ψ, Вт/(м*°С). Сетка с удельным сечением металла на 1 п.м 2,1 см 2 /м

dут, ммλ = 0,2λ = 0,6λ = 1,8
500,0180,0310,043
800,0180,0280,035
1000,0170,0260,031
1500,0150,0210,024

Обозначения в таблицах:
— толщина слоя утеплителя dут, мм;
— теплопроводность основания λ, Вт/(м*°С), для кирпичной кладки из полнотелого керамического кирпича принимается λ = 0.56;
— удельное сечение металла на 1 м.п. сетки, см 2 /м.

Потери теплоты по таблице Г.42:

Потери теплоты по таблице Г.43:

Итоговое значение потерь теплоты:

Суммарная протяжённость линейных неоднородностей Σlj = 2 м.

Подставив полученные значения в формулу (Е.1), получим:

Моделирование неоднородной стены в ЛИРА САПР. Решение стационарной задачи

Для построения модели неоднородной стены, принимается модель, созданная на предыдущем этапе. Теплопроводные включения моделируются как стержневые элементы теплопроводности, которые пересекают три слоя стены: кладка, теплоизоляция, облицовка. Стержни расположены с шагом 40 см по высоте. Теплопроводность арматурной стали 58 м 2 *°С/Вт.

Температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции составляет 18.087 °С. (среднее значение температуры на внутренней поверхности стены).

Определение сопротивления теплопередачи конструкции по результатам расчёта ЛИРА САПР

Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (5.4) СП 50.13330.2012:

Сравнение результатов расчёта

Сравнение будем выполнять в табличной форме:

buildingbook.ru

Информационный блог о строительстве зданий

  • Home
  • /
  • Тепловая защита зданий
  • /
  • Пример расчёта толщины утепления стены

Пример расчёта толщины утепления стены

Пример расчёта толщины теплоизоляции стены

Необходимые табличные данные и общие сведения о расчёте теплоизоляции стены вы можете найти в статье Расчёт толщины теплоизоляции.

Также табличные значения можно узнать из ссылочных материалов в конце статьи.

Для удобства расчёта скачайте программу в Excel в конце статьи.

Рассмотрим для примера подбор теплоизоляции стены.

Исходные данные:

Район строительства — г. Уфа;

Стена выполнена под штукатурку, пирог выглядит следующим образом:

Толщина несущей стены 380 мм (кладка в полтора кирпича), материал несущей стены — кирпич полнотелый керамический;

Утеплитель — минеральная вата;

Тип здания — жилое.

Климатические условия

Т.к. здание жилое, то среднюю температуру наружного воздуха, а также продолжительность отопительного периода принимаем согласно таблице 3.1 СП 131.13330.2012 для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С.

Согласно СП 131.13330.2012 Строительная климатология, таблице 3.1 для г.Уфа:

продолжительность отопительного периода zот = 209 дней;

средняя температура наружного воздуха отопительного периода tот =-6 °С (минус 6);

по карте зон влажности приложения В СП 50.13330.2012 определяем что г.Уфа находится в сухой зоне влажности:

Температура и влажность внутри помещения

Согласно ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. Таблице 1:

расчётная внутренняя температура tв = 21 °С (минимальная температура для диапазона 21-23 °С т.к. температура самой холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 для г.Уфа -33°С);

влажность воздуха — 60%, что согласно таблице 1 СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий является нормальным режимом.

Таблица 1 (ГОСТ 30494-2011) — Оптимальные и допустимые нормы температуры и относительной влажности воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий

Период годаНаименование помещенияТемпература воздуха, °СОтносительная влажность, %
оптимальнаядопустимаяоптимальнаядопустимая, не более
ХолодныйЖилая комната20-2218-24 (20-24)45-3060
Жилая комната в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже21-2320-24 (22-24)45-3060
Кухня19-2118-26Не нормируетсяНе нормируется
Туалет19-2118-26Не нормируетсяНе нормируется
Ванная, совмещенный санузел24-2618-26Не нормируетсяНе нормируется
Помещения для отдыха и учебных занятий20-2218-2445-3060
Межквартирный коридор18-2016-2245-3060
Вестибюль, лестничная клетка16-1814-20Не нормируетсяНе нормируется
Кладовые16-1812-22Не нормируетсяНе нормируется
ТеплыйЖилая комната22-2520-2860-3065
Примечание — Значения в скобках относятся к домам для престарелых и инвалидов.

Таблица 1 (СП 50.13330.2012) — Влажностный режим помещений зданий

РежимВлажность внутреннего воздуха, %, при температуре, °С
до 12свыше 12 до 24свыше 24
СухойДо 60До 50До 40
НормальныйСвыше 60 до 75Свыше 50 до 60Свыше 40 до 50
ВлажныйСвыше 75Свыше 60 до 75Свыше 50 до 60
МокрыйСвыше 75Свыше 60

Теплопроводность элементов ограждения

Основными теплоизолирующими материалами в данной конструкции являются кирпичная стена и утеплитель. Декоративная штукатурка, клеевой слой имеют малую толщину, поэтому существенно не влияют на общее термическое сопротивление стены и мы не учитываем эти слои в расчёте.

Т.к. согласно карте зон влажности климат в Уфе сухой, а влажность воздуха внутри помещений нормальная, то по таблице 2 СП 50.13330.2012 условия эксплуатации ограждающих конструкций принимаются за «А».

Таблица 2 (СП 50.13330.2012) — Условия эксплуатации ограждающих конструкций

Коэффициент теплопроводности кирпичной кладки по таблице Т.1 СП 50.13330.2012 при условиях эксплуатации А равен:

Плотность утеплителя для штукатурного фасада должна быть примерно 150 кг/м³, Коэффициент теплопроводности утеплителя по таблице Т.1 СП 50.13330.2012 при условиях эксплуатации А равен:

Если имеются данные испытаний утеплителя конкретного производителя, то можно воспользоваться ими.

Как видим минеральная вата более чем в 16 раз эффективнее кирпичной кладки, поэтому не имеет смысла увеличивать толщину кладки для того, чтобы добиться необходимого термического сопротивления. Толщина кирпичной кладки подбирается исходя из расчёта на прочность и устойчивость.

Расчёт необходимой толщины утепления

Для начала определяем ГСОП по формуле 5.2 СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий:

По формуле таблицы 3 СП 50.13330.2012 определяем требуемое термическое сопротивление ограждающей конструкции

где а=0,00035, b=1.4 (для стен здания, параметры взяты из таблицы 3 СП 50.13330.2012)

R тр =0.00035*5643+1.4=3.37505 (м 2 ∙ °С)/Вт.

Мы вычислили требуемое термическое сопротивление, теперь постепенно увеличивая толщину утепления необходимо добиться чтобы фактическое термическое сопротивление было не меньше этого числа.

Термическое сопротивление участка стены определяем по формуле Е.6 СП 50.13330.2012:

где αв = 8,7 Вт/(м 2 ∙ °С) коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 ∙ °С), принимаемый согласно таблице 4 СП 50.13330.2012;

αн = 23 Вт/(м 2 ∙ °С) коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 ∙ °С), принимаемый согласно таблице 6 СП 50.13330.2012;

Rs — термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента, (м 2 ∙ °С)/Вт, определяемое для невентилируемых воздушных прослоек по таблице Е.1 СП 50.13330.2012, для материальных слоев по формуле Е.7 СП 50.13330.2012

R кирп = 0,38/0,7=0,543 (м 2 ∙ °С)/Вт.

Без учета утеплителя термическое сопротивление стены равно:

Таким образом термическое сопротивление слоя теплоизоляции должно быть не менее RтрR0 =3,375-0,7=2,675 (м 2 ∙ °С)/Вт.

Из формулы Е.7 СП 50.13330.2012 можем вычислить минимальную толщину теплоизоляции:

δ тепл ≥R *λ тепл =2,675*0,043=0,115 м.

Т.к. 115 мм утеплителя не бывает, то принимаем толщину утеплителя 120 мм.

Теперь сделаем проверочный расчёт по формуле Е.6 СП 50.13330.2012:

R 0 = 1/8,7+0,38/0,7+0,12/0,043+1/23=3,49 (м 2 ∙ °С)/Вт, что больше требуемых 3,375.

Для простоты расчёта я сделал не большую программку в Excel.

В ней вы найдете также справочную информацию: расчётные коэффициенты и температуры, карта зон влажности.

This article has 2 Comments

не могу скачать программу в excel , пишет К сожалению! Эта страница не найдена.

Спасибо за проделанную работу!
Весьма доступно для понимания и достаточно информации для выбора вариантов утепления.

Лоджии и Балконы

Расчет толщины утеплителя

КАЛЬКУЛЯТОР ОНЛАЙН

С помощью данного калькулятора Вы сможете рассчитать толщину утеплителя отдельно для каждой из сторон наружного ограждения в соответствии с регионом Вашего проживания и ориентацией ограждения по сторонам света. Также, для сравнения, Вы сможете рассчитать толщину других, заменяющих утеплитель материалов.

Для расчета выберите из выпадающего списка материал стены, пола или потолка, отделочный материал для внутренней отделки, пароизоляционный материал и укажите их толщину в миллиметрах.

Выполненные данные расчеты дают возможность с точностью определить ширину доборного пластикового расширителя, применение которого в системах пластикового остекления при утеплении лоджии обязательно.

Если обе боковые стены или одна граничат с отапливаемым помещением, применяется частичное утепление стен по схеме утепления наружных углов. Утепление угла производится полосой утеплителя, ширина которой должна быть больше, чем площадь промерзания наружной стены плюс 50мм.

Расчеты выполнены согласно показателям таблиц СНиП 23-02-2003, СНиП23-01-99, СП 23-101-2004 и формулам из книги: автор К.Ф.Фокин «Строительная теплотехника ограждающих частей зданий».

Для расчетов необходимой толщины применяемого утеплителя:

1.1. Находим и расчитываем по таблицам:

  • СНиП 23-02-2003″ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ» скачать(4,49MB) »,
  • СНиП23-01-99″СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ» скачать(16,5MB) »,
  • СП 23-101-2004″ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ» скачать(28,1MB) »;

нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций жилых зданий, исходя из климатического района проживания.

Выберите в Таблице 1 свой регион проживания.

Город
Условия
эксплуатации
Требуемое
cопротивление
теплопередаче,
Ro,м2•°С/Вт
Город
Условия
эксплуатации
Требуемое
cопротивление
теплопередаче,
Ro,м2•°С/Вт

Архангельск

1.2. Сопротивление теплопередаче ограждения, Rо, состоит из трех отдельных сопротивлений:

  1. Rв — сопротивление тепловосприятию, сопротивление при переходе теплоты от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения, Rв=0,115 м² •°С/Вт(постоянная величина);
  2. R — термическое сопротивление ограждения, сопротивление при переходе теплоты через толщу самого ограждения;
  3. Rн — сопротивление теплоотдаче, сопротивление при переходе теплоты от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху, Rн=0,043 м² •°С/Вт(постоянная величина);

Т.о. формула сопротивления теплопередаче ограждения выглядит:

1.3. Термическое сопротивление ограждения, R, прямо пропорционально толщине слоя, δ — м, и обратно пропорционально коэффициенту теплопроводности, применяемого материала, λ — Вт/(м•°С),

а это означает, что термическое сопротивление ограждения тем выше, чем больше толщина применяемого утеплителя, и чем ниже коэффициент его теплопроводности.

Термическое сопротивление многослойного ограждения R, м² •°С/Вт, с последовательно расположенными слоями, следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев(начиная с внутреннего слоя)

n-число слоев составляющих ограждение.

Дополнительным слоем теплоизоляции в ограждении является также замкнутая воздушная прослойка, в которой передача теплоты происходит конвекцией (не более 20%) и излучением (главная доля 79%). Конвекция воздуха в вертикальной воздушной прослойке возникает вследствие разности температур на её поверхностях и имеет характер естественной конвекции. При этом у поверхности с более высокой температурой воздух нагревается и движется в направлении снизу вверх, а у более холодной поверхности охлаждается и движется в направлении сверху вниз.

Т.о. в вертикальной воздушной прослойке создается постоянная циркуляция воздуха. В прослойках менее 5мм токи воздуха будут взаимно тормозиться, а увеличение толщины воздушной прослойки более 50мм мало влияет на уменьшение количества теплоты, проходящей через прослойку. Для увеличения сопротивления теплопередаче замкнутой воздушной прослойки, применяют на одной из её поверхностей теплоотражающую алюминиевую фольгу, т.о. сопротивление теплопередаче воздушной прослойки увеличивается в 2 раза.

На примере утепления лоджии в 12-ти, 16-ти этажных панельных домах города Екатеринбурга рассчитаем необходимую толщину утеплителя,δ, пеноплэкс35:

Термическое сопротивление бетонных плит перекрытия и ограждения на лоджии составит:

толщина железобетонной плиты перекрытия, δ= 0,1м,
коэффициент теплопроводности железобетона, λ=1,63Вт/(м•°С).

Бетоны:
— железобетон λ=1,63Вт/(м•°С),
— бетон с каменным щебнем или гравием λ=1,45Вт/(м•°С),
— бетон с кирпичным щебнем λ=1,05Вт/(м•°С),
— бетон ячеистый(газобетон, пенобетон) λ=0,40Вт/(м•°С),
— бетон газозолобетон λ=0,35Вт/(м•°С),

Кирпичная кладка:
— кирпичная кладка из глиняного кирпича на тяжелом растворе λ=0,81Вт/(м•°С),
— кирпичная кладка из глиняного кирпича на легком растворе λ=0,76Вт/(м•°С),
— кирпичная кладка из силикатного кирпича на тяжелом растворе λ=0,87Вт/(м•°С),
— кирпичная кладка из пористого кирпича на легком растворе λ=0,58Вт/(м•°С),

Металлы:
— Сталь строительная λ=58,15Вт/(м•°С),
— Чугун λ=50,01Вт/(м•°С),
— Алюминий λ=220,97Вт/(м•°С),

Асбест:
— Асбестоцементные плитки и листы λ=0,35Вт/(м•°С),
— Асбестоцементные теплоизоляционные плиты λ=0,13Вт/(м•°С),
— То же λ=0,09Вт/(м•°С),

Асфальтовые материалы:
— Асфальт λ=0,76Вт/(м•°С),
— Асфальтобетон λ=1,05Вт/(м•°С),
— То же λ=0,09Вт/(м•°С),

Гипсовые изделия:
— плиты из чистого гипса λ=0,41Вт/(м•°С),
— плиты гипсовые с органическими наполнителями λ=0,23Вт/(м•°С),
— гипсобетон на котельном шлаке λ=0,56Вт/(м•°С),
— гипсобетон на доменном гранулированном шлаке λ=0,37Вт/(м•°С),
— пеногипс и газогипс λ=0,19Вт/(м•°С),
— листы гипсовые обшивочные(сухая штукатурка) λ=0,23Вт/(м•°С),

Дерево:
— Сосна и ель поперек волокон λ=0,17Вт/(м•°С),
— Сосна и ель вдоль волокон λ=0,35Вт/(м•°С),
— Дуб поперек волокон λ=0,23Вт/(м•°С),
— Дуб вдоль волокон λ=0,41Вт/(м•°С),
— Опилки древесные λ=0,09Вт/(м•°С),
— Фибролит цементный λ=0,23Вт/(м•°С),
— То же λ=0,15Вт/(м•°С),
— Фанера клееная λ=0,17Вт/(м•°С),
— Листы древесноволокнистые(сухая штукатурка) λ=0,21Вт/(м•°С),
— Плиты древесноволокнистые λ=0,19Вт/(м•°С),
— То же λ=0,16Вт/(м•°С),
— >> λ=0,08Вт/(м•°С),
— Плиты пробковые λ=0,07Вт/(м•°С),

Грунтовые материалы:
— Глинобитные или сырцовые λ=0,93Вт/(м•°С),
— Саманные λ=0,70Вт/(м•°С),
— Смазка глино-песчаная λ=0,29Вт/(м•°С),
— Смазка глино-шлаковая λ=0,21Вт/(м•°С),
— Смазка глино-соломенная λ=0,14Вт/(м•°С),
— Смазка глино-опилочная λ=0,29Вт/(м•°С),
— Грунт растительный под зданием λ=1,16Вт/(м•°С),
— Сухой песок (в засыпке) λ=0,58Вт/(м•°С),

Засыпки теплоизоляционные:
— Шлак топливынй λ=0,29Вт/(м•°С),
— То же λ=0,22Вт/(м•°С),
— Шлак доменный гранулированный λ=0,16Вт/(м•°С),
— Смазка глино-шлаковая λ=0,21Вт/(м•°С),
— Керамзит λ=0,21Вт/(м•°С),
— То же λ=0,15Вт/(м•°С),
— Трепел, диатомит λ=0,17Вт/(м•°С),

Камни естественные и кладки из них:
— Мрамор, гранит, базальт λ=3,49Вт/(м•°С),
— Песчаники и кварциты λ=2,04Вт/(м•°С),
— Известняки λ=1,16Вт/(м•°С),
— То же λ=0,93Вт/(м•°С),
— Известняк-ракушечник λ=0,64Вт/(м•°С),

Органические волокнистые материалы:
— Соломит и плиты страмит λ=0,10Вт/(м•°С),
— Камышит λ=0,14Вт/(м•°С),
— Войлок строительный λ=0,06Вт/(м•°С),
— Пакля λ=0,07Вт/(м•°С),
— Торфоизоляционные плиты λ=0,06Вт/(м•°С),

Растворы и штукатурки:
— Цементно-песчаный раствор λ=0,93Вт/(м•°С),
— Сложный раствор λ=0,87Вт/(м•°С),
— Известково-песчаный раствор λ=0,81Вт/(м•°С),
— Легкий шлаковый раствор λ=0,70Вт/(м•°С),
— Штукатурка извесковая по драни на наружной поверхности λ=0,70Вт/(м•°С),
— То же на внутренней поверхности λ=0,52Вт/(м•°С),

Рулонные материалы:
— Линолеум λ=0,19Вт/(м•°С),
— Картон плотный λ=0,23Вт/(м•°С),
— То же λ=0,17Вт/(м•°С),
— Релин λ=0,22Вт/(м•°С),
— Рубероид пергамин, толь λ=0,17Вт/(м•°С),

Стекло:
— Стекло оконное λ=0,81Вт/(м•°С),
— Вата стеклянная λ=0,06Вт/(м•°С),
— Газостекло или пеностекло λ=0,14Вт/(м•°С),

Вата минеральная и изделия из неё:
— Вата минеральная λ=0,07Вт/(м•°С),
— Войлок минеральный λ=0,06Вт/(м•°С),
— Плиты минераловатные на битумной связке λ=0,12Вт/(м•°С),
— То же λ=0,09Вт/(м•°С),
— Плиты минераловатные на синтетической связке λ=0,07Вт/(м•°С),

Пластмассы и полимеры:
— Мипора λ=0,05Вт/(м•°С),
— Пенопласт ПХВ-1 λ=0,06Вт/(м•°С),
— Пенопласт ПС λ=0,05Вт/(м•°С),
— Пенополистирол λ=0,05Вт/(м•°С),

Снег, лёд и вода:
— лёд λ=2,33Вт/(м•°С),
— снег свежевыпавший λ=0,10Вт/(м•°С),
— снег уплотненный λ=0,35Вт/(м•°С),
— снег в начале таяния λ=0,64Вт/(м•°С),
— вода λ=0,55Вт/(м•°С).

Если у Вас толщина плиты перекрытия(пол, потолок) на лоджии отличается от приведенной в примере, то подставьте в формулу свои показатели.

Термическое сопротивление пароизоляционного слоя фольгированного ИЗОЛОНА составит:

толщина ИЗОЛОНА, δ=0,01м(10мм),

коэффициент теплопроводности ИЗОЛОНА λ=0,031 Вт/(м•°С)

У Вас толщина фольгированного пароизоляционного слоя может отличаться от приведенной в примере, это может быть 0,003м(3мм) или 0,005м(5мм), подставьте в формулу свои значения.

Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м² •°С/Вт (СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»,таблица 7), при положительной температуре воздуха в прослойке, составит:

толщина замкнутой воздушной прослойки между фольгированным Изолоном и материалом для внутренней отделки равна δ=0,02м (в данном случае, деревянной евровагонкой),

умножаем на 2, т.к. Изолон с фольгированной прослойкой;

Сопротивление теплопередаче деревянной евровагонки из сосны (СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», Таблица Д.1 ПРИЛОЖЕНИЕ Д (обязательное)), составит:

толщина доски δ=0,018м,

коэффициент теплопроводности сосны и ели поперек волокон λ=0,17 Вт/(м•°С).

Считаем сумму полученных термических сопротивлений R,

Разница между нормативным значением сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, в нашем примере — это регион Екатеринбург — Rо=3,5м² •°С/Вт, и полученной суммой сопротивлений:

Rв=0,115 м² •°С/Вт(постоянная величина),

расчетный показатель — R=0,769 м² •°С/Вт,

Rн=0,043 м² •°С/Вт(постоянная величина),

R4 = 3,5 -0,927 = 2,573 м² •°С/Вт,

И, наконец, мы можем рассчитать необходимую толщину выбранного Вами утеплителя, с учётом его коэффициента теплопроводности, λ.

Расчётная толщина применяемого Вами утеплителя составит:

  • пеноплэкс35( λ=0,032 Вт/(м•°С)-при условиях эксплуатации «Б», λ=0,031 Вт/(м•°С)-при условиях эксплуатации «А»)

пенопласт ПСБ-С25( λ=0,04 Вт/(м•°С))

пенопласт ПСБ-С35( λ=0,037 Вт/(м•°С))

экстрол35 или техноплэкс35( λ=0,031 Вт/(м•°С))

Экструдированные утеплители, такие как экстрол и техноплэкс, можно применять без пароизоляционного слоя и без воздушной прослойки, выполнив соответствующие расчеты:

R4 = 3,5 — 0,167 = 3,333 м² •°С/Вт (экстрол35 или техноплэкс35)

Расчётная толщина экстрол35 или техноплэкс35 составила:

Полученный результат толщины утеплителя необходимо также умножить на коэффициент добавки, зависящий от ориентации ограждения по сторонам света:

  • для северной, северо-восточной, северо-западной,восточной ориентации коэф-т=0,1;
  • для юго-восточной и западной коэф-т=0,05;
  • для южной и юго-западной коэф-т=0.

Например, расчётная толщина экстрола составила — 103 мм, для лоджии с ориентацией на север необходимо добавить к полученному результату(103 мм), расчетную толщину умноженную на коэффициент добавки для северной стороны — 0,1 и суммировать результаты
103 * 0,1 = 10,3 мм
103 + 10,3 = 113,3 мм

Фактическую толщину утеплителя, из конструктивных соображений, применяем — 115 мм(113,3 мм).

Вывод:

в 12-ти, 16-ти этажных панельных домах(регион Екатеринбург) на лоджиях необходимо выполнить внутреннее утепление наружной стены из железобетона, толщиной 100мм, с её внутренней отделкой деревянной доской(сосна или ель вдоль волокон), толщиной 18 мм, применяя

  • пароизоляционный фольгированный материал, толщиной 10мм,
  • с воздушной замкнутой прослойкой, толщиной 20мм,
  • и один из теплоизолирующих материалов соответствующей толщины:
  • пеноплэкс35, толщина не менее:
    для южной и юго-западной ориентации — 82мм,
    для юго-восточной и западной — 86мм,
    для северной, северо-восточной, северо-западной, восточной — 90мм,
  • пенопласт ПСБ-С25, толщина не менее:
    для южной и юго-западной ориентации — 103мм,
    для юго-восточной и западной — 108мм,
    для северной, северо-восточной, северо-западной, восточной — 113мм,
  • пенопласт ПСБ-С35, толщина не менее:
    для южной и юго-западной ориентации — 95мм,
    для юго-восточной и западной — 100мм,
    для северной, северо-восточной, северо-западной, восточной — 105мм,
  • экстрол35 или техноплэкс35 (в применении с пароизоляцией), толщина не менее:
    для южной и юго-западной ориентации — 80мм,
    для юго-восточной и западной — 84мм,
    для северной, северо-восточной, северо-западной, восточной — 88мм,
  • экстрол35 или техноплэкс35 (в применении без пароизоляции и без воздушной прослойки), толщина не менее:
    для южной и юго-западной ориентации — 103мм,
    для юго-восточной и западной — 108мм,
    для северной, северо-восточной, северо-западной, восточной — 113мм.

Таким же способом вычисляем необходимую толщину утеплителя, применяемого на утепление боковых «холодных» стен на лоджии(толщина железобетонной стены 0,18м=180мм).

Все наружные углы также утепляем согласно схеме утепления наружных углов ».

ПОДПИСКА

Бесплатная подписка на электронный журнал «Как утеплить лоджию и балкон своими руками».
Основные этапы подготовки и утепления лоджии/балкона в электронном 3D формате.

ПОДПИСКА

Хотите получать свежие выпуски электронного журнала «Как утеплить лоджию и балкон своими руками».

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,

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

Толщина утеплителя для стен

Однослойные стены, выполненные только из обычного керамического или силикатного кирпича, не соответствуют современным нормативным параметрам по теплосбережению.

Для обеспечения требуемых теплозащитных характеристик наружных стен необходимо использовать эффективный утеплитель, установленный с наружной стороны или в толще конструкции стен.

Применение утеплителя, в многослойных конструкциях наружных стен, позволяет обеспечить требуемую теплозащиту стен во всех регионах России. За счет применения утеплителя потери тепла снижаются приблизительно в 2 раза, уменьшается расход строительных материалов, снижается масса стеновых конструкций, а в помещении создаются требуемые санитарно-гигиенические условия, благоприятные и комфортные для проживания.

Расчет теплоизоляции стен

Способность ограждений оказывать сопротивление потоку тепла, проходящему из помещения наружу, характеризуется сопротивлением теплопередачи R.

Требуемая толщина утеплителя наружной стены вычисляется по формуле:

  • αут — толщина утеплителя, м
  • R тр — нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены, м 2 · °С/Вт;
    (см. таблица 2)
  • δ — толщина несущей части стены, м
  • λ — коэффициент теплопроводности материала несущей части стены, Вт/(м · °С) (см. таблица 1)
  • λут— коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м · °С) (см. таблица 1)
  • r — коэффициент теплотехнической однородности
    (для штукатурного фасада r=0,9; для слоистой кладки r=0,8)

Для многослойных конструкций в формуле (1) δ/λ следует заменить на сумму

δi — толщина отдельного слоя многослойной стены;

λi — коэффициент теплопроводности материала отдельного слоя многослойной стены.

При выполнении теплотехнического расчета системы утепления с воздушным зазором термическое сопротивление наружного облицовочного слоя и воздушного зазора не учитываются.

Таблица 1

МатериалПлотность,
кг/м 3
Коэффициент теплопроводности
в сухом состоянии λ, Вт/(м· о С)
Расчетные коэффициенты теплопроводности
во влажном состоянии*
λА,
Вт/(м· о С)
λБ,
Вт/(м· о С)
Бетоны
Железобетон25001,691,922,04
Газобетон3000,070,080,09
4000,100,110,12
5000,120,140,15
6000,140,170,18
7000,170,200,21
Кладка из кирпича
Глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе18000,560,700,81
Силикатного на цементно-песчаном растворе16000,700,760,87
Керамического пустотного плотностью 1400 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе16000,470,580,64
Керамического пустотного плотностью 1000 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе12000,350,470,52
Силикатного одиннадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе15000,640,700,81
Силикатного четырнадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе14000,520,640,76
Дерево
Сосна и ель поперек волокон5000,090,140,18
Сосна и ель вдоль волокон5000,180,290,35
Дуб поперек волокон7000,100,180,23
Дуб вдоль волокон7000,230,350,41
Утеплитель
Каменная вата130-1450,0380,0400,042
Пенополистирол15-250,0390,0410,042
Экструдированный пенополистирол25-350,0300,0310,032

*λА или λБ принимается к расчету в зависимости от города строительства (см. таблица 2).

Теплотехнический калькулятор

λA =Вт/(м °С)
λB =Вт/(м °С)
Плотностькг/м 3
Кратностьмм
Паропроницаниемг / (м·ч·Па)
Δw%
Шаг каркаса, sмм
Ширина элемента каркаса, aмм
λkА каркасаВт/(м °С)
λkБ каркасаВт/(м °С)
Шаг каркаса, sмм
Ширина элемента каркаса, aмм
λkА каркасаВт/(м °С)
λkБ каркасаВт/(м °С)
  • Выбрать другой материал
  • Переименовать материал
Диаметр выреза, dмм
Расстояние между вырезами, sмм
Толщина плиты, δмм
Размер, aмм
Размер, hмм
Толщина листа, δмм

Пожалуйста, выберите материал.

Что нужно вычислить?

Шаг №2 — Вид конструкции

Для какой части здания производится расчёт?

Шаг №1 — Тип расчёта Шаг №3 — Климат

Где находится здание?

Шаг №2 — Тип конструкции Шаг №4 — Тип помещения

Каково функциональное назначение здания и помещения?

Шаг №3 — Климат Шаг №5 — Структура

Структура теплоизолирующей конструкции

Недавно вы изменили тип конструкции. Хотите ли вы загрузить типовой пример для него?

Шаг №4 — Тип помещения Шаг №6 — Результаты расчёта

Результаты расчёта

Вернуться к началу

Расчёт термических сопротивлений

Расчёт ориентировочного термического сопротивления утеплителя

Расчёт ориентировочной толщины слоя утеплителя из условия:

Расчётный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции:

Температуру внутренней поверхности — Tв, °С, ограждающей конструкции (без теплопроводного включения), следует определять по формуле:

Температуру tx, °С, ограждающей конструкции в плоскости, соответствующей границе слоя x, следует определять по формуле:

Москва Преображенская площадь д.8
+7 (495) 228-81-10

Санкт-Петербург 10-я Красноармейская улица, дом 22, литер А, 3-й этаж, Бизнес-центр «Келлерманн-центр»
+7 (812) 384-17-18

Нижний Новгород ул. М.Горького, д.195, 9 этаж
+7(831) 202-02-81

Ростов-на-Дону бульвар Комарова, д.28е, офис 302
+7 (918) 509 77 70

Екатеринбург ул. Сибирский тракт, 12, строение №2 , офис 301/1. БЦ «Квартал»
+7 (343) 344-37-33

Новосибирск ул.Нарымская, д.27, 12 этаж
+7 (913) 480-94-50

Правила и примеры расчета толщины утеплителя

Почему важно правильно рассчитать показатели утепления?

Теплоизоляция устанавливается для сокращения потерь энергии через стены, пол и крышу дома. Недостаточная толщина утеплителя приведет к перемещению точки росы внутрь здания. Это означает появление конденсата, сырости и грибка на стенах дома. Избыточный слой теплоизоляции не дает существенного изменения температурных показателей, но требует значительных финансовых затрат, поэтому является нерациональным. При этом нарушается циркуляция воздуха и естественная вентиляция между комнатами дома и атмосферой. Для экономии средств с одновременным обеспечением оптимальных условий проживания требуется точный расчет толщины утеплителя.

Ассортимент современных утеплителей

Теплоизоляционная продукция отличается универсальностью и внушительным выбором. На вопрос, чем лучше утеплить стены, трудно дать однозначный ответ.
Следует рассмотреть несколько факторов:

  • размещение утеплителя (внутри или снаружи);
  • материал, из которого возведены несущие конструкции (бетон, дерево и т. д.);
  • климатические условия региона;
  • бюджет на проведение теплоизоляционных работ.

Популярные виды утеплителей для стен являются универсальными изделиями. Они характеризуются низкой теплопроводностью, значительным шумопоглощением, прочностью и долговечностью.

Пенопласт — ячеистые плиты малого веса с низким показателем передачи тепла и поглощения влаги. Размер изоляционного слоя составляет 50-100 мм. Безопасность материала подтверждает его использование в качестве пищевой упаковки. Он долговечен, не деформируется при эксплуатации и не гниет. Плиты пенопласта поглощают звук и вибрацию. Они монтируются снаружи и внутри здания, установка не требует создания каркаса.

Пенопласт — самый дешевый утеплитель для стен из продуктов, представленных на рынке. Его недостаток — повышенная горючесть и подверженность воздействию грызунов.

Экструдированный пенополистирол ЭППС — материал на основе полистирола, имеющий однородную закрытую ячеистую структуру. Благодаря ней плиты ЭПППС устойчивы к механической нагрузке, характеризуются минимальным водопоглощением и передачей тепла. На стенах, отделанных пенополистиролом, не появится плесень и грибок. Влагостойкий утеплитель можно использовать для изоляции фундамента и цокольного этажа. Добавка антипиренов при изготовлении изделий снижает их горючесть и повышает безопасность эксплуатации. Для утепления стен используются изделия плотностью 35 кг/м3.

Минеральная вата на основе базальтового или стеклянного волокна — лучший утеплитель для стен. Она обладает следующими характеристиками:

  • устойчивость к морозу и высокой температуре;
  • низкий коэффициент теплопроводности;
  • паропроничаемость, позволяющая поддерживать нормальный уровень влажности;
  • устойчивость к химическим веществам, гниению, микроорганизмам;
  • пожаробезопасность.

Это дешевый, экологически безопасный и простой в монтаже материал. Легкая минеральная вата используется для каркасных стен и перегородок, а более плотная (80-150 кг/м3) — для вентилируемых и штукатурных фасадов.

Пенополиуретан — утеплитель для стен, предлагаемый в виде плит или напыления. Последний вариант отличается высокой адгезией с любым материалом, создает монолитный слой, устойчивый к влаге и механическому воздействию. Пенополиуретан является одним из самых эффективных изоляторов, его выбирают для частных домов и производственных помещений. Недостаток теплоизоляции — высокая стоимость и чувствительность к ультрафиолету.

Отражающая теплоизоляция на основе вспененного полиэтилена стала популярна благодаря минимальному размеру толщины полотна при высоких изолирующих свойствах. Материал с армирующим слоем алюминиевой фольги популярен при утеплении балконов, лоджий, бань. Он устойчив к влаге, отражает инфракрасные волны от своей поверхности. Полотно толщиной 2-10 мм отнимает малый объем полезной площади.

Плотность и ее влияние на свойства материала

Показатель плотности определяет отношение массы материала к объему. Высокий коэффициент означает существенную нагрузку на основание, этот факт учитывают при выборе утеплителя. Есть плотные материалы, которые уступают по изоляционным характеристикам более рыхлым изделиям. Например, деревянный брус с показателями 510 кг/м3 имеет теплопроводность 0,15 ВТ/м*К, а минеральная вата в 50 кг/м3 — 0,35 Вт/м*К.

Современные теплоизоляторы классифицируются по уровню плотности на 4 группы:

  • очень легкие — пенопласт, имеющий пористую структуру и газонаполненные ячейки;
  • легкие — минераловатная продукция;
  • средние — пеностекло;
  • плотные — жесткие плиты из базальтового волокна.

Легкий утеплитель для стен плохо переносит механическую нагрузку, поэтому нуждается в создании защитного слоя. Слабая связь между молекулами не может противостоять внешнему воздействию, и материал разрушается. При монтаже минеральной ваты, пенопласта, экструдированного пенополистирола устанавливают гидроизоляцию и ветрозащиту, используют облицовку или наносят слой штукатурки.

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.

Как рассчитать толщину утеплителя — методики и способы

Теплый дом — мечта каждого владельца, для достижения этой цели строятся толстые стены, проводится отопление, устраивается качественная теплоизоляция. Чтобы утепление было рациональным необходимо правильно подобрать материал и грамотно рассчитать его толщину.

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.

Теплосопротивление материала ® является постоянной величиной, его определяют как отношение разности температур на краях утеплителя к силе проходящего через материал теплового протока. Формула расчета коэффициента: R=d/k, где d — толщина материала, k — теплопроводность. Чем выше полученное значение, тем эффективней теплоизоляция.

Почему важно правильно рассчитать показатели утепления?

Теплоизоляция устанавливается для сокращения потерь энергии через стены, пол и крышу дома. Недостаточная толщина утеплителя приведет к перемещению точки росы внутрь здания. Это означает появление конденсата, сырости и грибка на стенах дома. Избыточный слой теплоизоляции не дает существенного изменения температурных показателей, но требует значительных финансовых затрат, поэтому является нерациональным. При этом нарушается циркуляция воздуха и естественная вентиляция между комнатами дома и атмосферой. Для экономии средств с одновременным обеспечением оптимальных условий проживания требуется точный расчет толщины утеплителя.

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.

Популярные способы утепления дома

Выполнить теплоизоляцию здания можно на этапе возведения или после его окончания. Среди популярных методов:

  • Монолитная стена существенной толщины (не менее 40 см) из керамического кирпича или дерева.
  • Возведение ограждающих конструкций путем колодезной кладки — создание полости для утеплителя между двумя частями стены.
  • Монтаж наружной теплоизоляции в виде многослойной конструкции из утеплителя, обрешетки, влагозащитной пленки и декоративной отделки.

По готовым формулам произвести расчет оптимальной толщины утеплителя можно без помощи специалиста. При вычислении следует округлять число в большую сторону, небольшой запас величины слоя теплоизолятора будет полезен при временных падениях температуры ниже среднего показателя.

Расчет толщины утеплителя для стен из газобетонных блоков

Тепловое сопротивление (R) стенового материала зависит непосредственно от его плотности. В случае с газобетоном:

для стен толщиной 300 мм из блоков D500 R=2,1 Вт/(м*°С);

для стен толщиной 500 мм из блоков D300 R=3,5 Вт/(м*°С).

Для того чтобы узнать, какой толщины утеплитель следует применять в вашем регионе, необходимо использовать данные специальной таблицы с указанием норм по общему тепловому сопротивлению стенового материала.

Таблица теплового сопротивления стенового материала по регионам

Так, например, для Краснодара хватит R 2,44, а вот для Якутска требуется R 5,28. То есть, дом в Краснодарском крае с толщиной стен 375 мм из блоков D500 вообще можно не утеплять.

Расчет толщины теплоизоляционного материала

Разберем пример расчета толщины теплоизоляционного материала:

требуется R(общее) – 5,28

R(стена из газобетона 400 мм из D500) – 2,6

R(утеплителя) = R(общее) – R(стены), то есть 5,28 – 2,6 = 2,6.

Теперь необходимо выбрать материал, соответствующий данному значению.

Основные виды утеплителя

Выбирая утеплитель для дома из газобетонных блоков, следует учитывать не только его теплопроводность, вес, долговечность и огнеупорность, но и паропроницаемость. Для стен необходим теплоизоляционный материал, проводящий влагу лучше, чем газобетон.

В качестве утеплителя традиционно используют:

минеральную и базальтовую вату;

Минеральная вата

Минвата представляет собой мягкий и рыхлый рулонный материал, в состав которого входит расплавленный силикат и полимеры (как связующий компонент). Утеплитель пластичен, туговоспламеняем, легкий, удобен в работе и транспортировке. Материал намного лучше удерживает тепло, чем газобетонный блок. Теплопроводность минваты составляет 0,04 Вт/(м*°С), а стены из газобетона – 0,14-0,18 Вт/(м*°С). Паропроницаемость минерального утеплителя в 6 раз выше, чем у газобетонной кладки – 0,57 мг/(м*час*Па) и 0,09 мг/(м*час*Па) соответственно.

Однако минвата имеет один большой недостаток, а именно удерживает влагу. В соответствии с ГОСТом этот теплоизоляционный материал может впитать в течение 72 часов порядка 16% влаги, а значит, для сохранения эффективности его требуется регулярно проветривать. По этой причине минвату применяют в основном при обустройстве вентфасадов.

Базальтовая вата

Базальтовая вата, как и минвата, состоит из минералов, но не из силикатов, а из горных глубинных пород, и выпускается в форме плит. Теплоизоляционные характеристики данного материала сопоставимы с показателями минваты и коэффициент теплопроводности не превышает 0,03 Вт/(м*°С), в то время как прочие параметры намного выше. Базальтовая вата:

не воспламеняется, благодаря отсутствию полимеров в составе;

обладает водоотталкивающими свойствами.

Однако плиты из базальтовой ваты сложны в монтаже, поскольку их нельзя просто наклеить или прикрутить. Для их монтажа требуется создание ячеистого каркаса, в котором все пустоты заполняются утеплителем.

«Теплая» штукатурка

«Теплая» штукатурка представляет собой сухую цементную смесь, аналогичную обычному штукатурному раствору, но который содержит пенопластовую крошку или другой подобный материал. После добавления воды и замешивания утеплитель наносят на поверхность стен. Такой теплоизоляционный материал практически не горит, обладает хорошими водоотталкивающими характеристиками и очень низкой теплосопротивляемостью.

Зачастую с помощью теплой штукатурки устраняют высокую паропроницаемость кладки, образовавшуюся из-за недостаточного количества скрепляющего раствора в межблочных швах. Плохо заполненные швы – основная проблема кладочной технологии. Стены, возведенные этим способом, не задерживают тепло и поэтому для их фасадной отделки и утепления используют «теплую» штукатурку.

Пенополистирол

Строительным и отделочным материалам из полимеров свойственны все достоинства и недостатки органики. Это в полной мере относится и к теплоизоляции из пенополистирола. Данный утеплитель выпускается в форме плит, он пластичен, отличается незначительным весом и не требует особых усилии для механической обработки. Материал легко монтируется на стеновые поверхности при помощи минеральных или пенополиуретановых клеев.

Пенополистирол отличается высокими теплоизоляционными характеристиками – не более 0,04 Вт/(м*°С), что в 3 раза меньше, чем у газобетонных блоков. Главное достоинство материала заключается в том, что он совершенно не впитывает влагу. Однако у этого утеплителя есть и недостатки, а именно:

воспламеняемость и поддержка горения;

при нагреве выделяются токсичные вещества;

Стены из газобетонных блоков под такой теплоизоляцией просто «задохнутся», появится плесень и грибок, а это негативно скажется не только на здании, но и на здоровье людей, которые будут в нем жить.

Пенополиуретан

Данный синтетический материал удерживает тепло гораздо лучше, чем газобетон. Его коэффициент теплопроводности всего 0, 023 Вт/(м*°С). Однако для утепления стен пенополиуретаном требуется специальное оборудование, поскольку он наносится на поверхность при помощи распылителя. У этого материала те же недостатки, что и у полистирола. Он воспламеняется, активно выделяет токсины во время горения, а также полностью прекращает движение пара. Материал попадая на поверхность надежно блокирует все поры, вследствие чего создается парниковый эффект со всеми вытекающими негативными последствиями: сырость, гниль и плесень.

Критерии выбора теплоизоляции для зданий из газобетона

Чтобы теплоизоляция долго прослужила, хорошо сохраняла тепло и не нанесла вреда здоровью жильцов дома, необходимо правильно выбрать материал. При покупке нужно уделить внимание трем важным моментам:

Выбранный теплоизоляционный материал должен обладать хорошей паропроницаемостью. Это необходимо, чтобы стеновой материал, в нашем случае газобетонный блок, благодаря своим характеристикам мог самостоятельно регулировать уровень влажности внутри помещений.

Паропроницаемость используемой теплоизоляции должна быть выше, чем у газобетонного блока.

При использовании нескольких видов утеплителя нужно соблюсти их грамотное сочетание. Каждый последующий слой теплоизоляции должен иметь более высокий коэффициент паропроницаемости, чем предыдущий. В случае если утеплитель обладает плохой воздухопроницаемостью, то за ним необходимо создать вентилируемый зазор.

Выполнение всех трех вышеперечисленных условий позволит сместить точку росы за наружную поверхность стены.

Точка росы в строительстве – место, в котором разница между внутренней и наружной температурой становится причиной преобразования воздуха в водяной пар с последующим конденсированием в росу. В данной точке стена регулярно промерзает и оттаивает, что становится причиной появления высокой влажности, грибка и плесени.

Если блочная или кирпичная кладка лишена какой-либо защиты, то влага внутри стен начнет замерзать при минусовых температурах, что станет причиной высоких теплопотерь. Несколько циклов (заморозка/разморозка) и поверхность стенового материала начнет разрушаться.

Почему требуется утеплять здания из газоблока

Может показаться, что единственной причиной для теплоизоляции дома является экономия денег на отопление, но при детальном рассмотрении их оказалось больше, а именно:

снижение теплопотерь через стены здания. Изоляция позволяет увеличить тепловое сопротивление стен и соответственно уменьшить затраты на отопление;

заделка мостиков холода (оконные и дверные перемычки, армирующий пояс, толстые кладочные швы). Через них не только постоянно и быстро уходит тепло из дома, но образуются «мокрые зоны», которые становятся причиной появления плесени и грибка.

повышение срока эксплуатации строения. Наружное утепление здания из газоблоков, толщиной от 100 мм, позволяет сдвинуть точку росы из стены в теплоизоляцию. То есть, исключается замерзание влаги в газобетоне и, следовательно, он прослужит намного дольше.

Толщина стеновых конструкций оказывает непосредственное влияние на сохранность тепла в доме. Чем больше ширина газобетонных блоков, тем теплее будет в здании даже в самые сильные холода. Однако не всегда это применимо на практике, поскольку значительно увеличивается требуемое количество стройматериала, а соответственно и затраты на строительство.

Основные параметры стеновых конструкций из газобетонных блоков закладываются на стадии разработки проекта дома. Оптимальная толщина кладки подбирается в соответсвии с климатическими условиями конкретного региона, нормативов СНиП и прочих критериев, влияющих на коэффициент теплопроводности стеновых конструкций. Газоблок относится к ячеистым бетонам и, в сравнении с прочими стеновыми материалами, отличается низким уровнем теплопроводности, что гарантирует сохранность тепла в здании в зимний период и создание оптимального микроклимата летом.

Когда следует проводить теплоизоляцию зданий из газобетона

Газобетонные блоки сразу после формовки и первичной просушки на заводе упаковываются в прочную фирменную пленку или стягиваются на поддоне пластиковыми лентами. Поступающий к потребителю материал, как правило, содержит много влаги и при экстремальных температурах, что часто приводит к деформации блока и повреждению стен и всего здания в целом.

Только после полного высыхания стен можно приступать к их утеплению. Обычно конструкции из газоблока сохнут в течение 2-5 месяцев, в зависимости от климатических условий региона.

Утепление здания из газоблоков сразу после постройки возможно, только если в процессе возведения, стеновой и теплоизоляционный материал были полностью защищены от воздействия влаги.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector