Как рассчитать необходимую толщину теплоизоляционного материала

В современном малоэтажном строительстве никто не стремится к слепому наращиванию толщины стен. Применение эффективного утепления позволяет уменьшить толщину несущих конструкций.

Принимать решение о составе ограждающей конструкции нельзя без теплотехнического расчета. Кирпичные и бетонные стены обладают высокой теплопроводностью. Поэтому их необходимо утеплять для комфорта в доме и соблюдения температурных норм.

В большинстве случаев люди выбирают толщину теплоизолирующего слоя "на глазок", по принципу "так делают все". Последствия такого подхода обычно дорого обходятся домовладельцам. Недостаточный слой теплоизоляции ведет к лишним расходам на отопление и кондиционирование.

Но обычно последствия недостаточного утепления значительно хуже, чем дополнительные траты на уголь, газ и электричество: стены промерзают, появляются плесень и грибок, которые приводят к разрушению конструкций. Проблема решается применением теплоизоляции достаточной толщины, которая рассчитана по требованиям нормативных документов.

Задача теплоизоляции именно в том, чтобы поддерживать в доме нормальный тепловой режим, защищать помещение от потери тепла. А этого можно добиться только с правильно рассчитанной толщиной теплоизоляционного слоя.

Почему R – самый важный показатель для теплоизоляционного материала.

Какой бы материал не использовался для строительства дома – кирпич, дерево, газобетонные блоки – теплопотери будут всегда. Задача теплоизоляции именно в том, чтобы изолировать конструкции от более холодной внешней среды, создать барьер, который будет мешать переносу тепла из помещения на улицу и холода в обратном направлении.

Теплоизоляция увеличивает тепловое сопротивление ограждающей конструкции. Сопротивление теплопередаче слоя материала (R) – самый важный критерий. Требуемое значение R зависит от климата, типа конструкции и других слоев в конструкции. Для определения толщины теплоизоляции необходимо найти R, которое должна обеспечить теплоизоляция. Находится это значение путем вычитания из R требуемого всех R существующих слоев конструкции (например, R кирпича и R штукатурки).

Каким должно быть термическое сопротивление наружных стен, определяют требования СП 50 "Тепловая защита зданий" и СП 131 "Строительная климатология". Для каждого региона России они рассчитываются отдельно.

Как рассчитать толщину теплоизоляционного слоя

Чтобы подобрать оптимальную толщину утеплителя, нужно выполнить теплотехнический расчет. Так как почти все ограждающие конструкции в современных домах многослойные, теплосопротивление стены рассчитывается для каждого слоя отдельно, а затем суммируется.

Уравнение, по которому рассчитывается слой ТИМ: R = d/λ, где d – толщина (м), а λ – коэффициент теплопроводности материала (Вт/м × °С).

Коэффициент теплопроводности можно посмотреть на упаковке материала или на сайте производителя. Этот показатель показывает способность материала к переносу энергии от тепла к холоду. Чем меньше теплопроводность, тем выше термическое сопротивление стены.

В малоэтажном строительстве чаще всего применяется минеральная вата, пенополистирол или экструзионный пенополистирол (ЭППС) – плотная и более жесткая разновидность пенополистирола. Полимерная теплоизоляция значительно превосходит минвату по показателю R. Изоляционные качества у полимерной изоляции лучше – благодаря закрытой ячеистой структуре у ЭППС минимальный коэффициент теплопроводности. Важно, что коэффициент теплопроводности переувлажненного материала всегда увеличивается. Это хорошо видно на примере минеральной ваты: намокая, она теряет теплоизоляционные свойства.

Пример простого теплотехнического расчета

Выполним несложный теплотехнический расчет, чтобы узнать, соответствует ли стена из полнотелого керамического кирпича нормативным значениям требуемого сопротивления теплопередаче стен.

1. Возьмем Московскую область, где нормативное требуемое значение R для ограждающих конструкций составляет 3.0 (м² × °С)/Вт.
2. Пусть толщина кирпичных стен дома, для которого делается расчет, составляет 38 см. Коэффициент теплопроводности материала λ в сухом состоянии составляет – 0.56 Вт/(м × °С).
3. Вводим значения материала в формулу R = d/λ, и получаем R = 0.38/0.56 = 0.68 (м² × °С)/Вт.
4. Отнимаем от нормативного требуемого сопротивления (Rн) теплопередаче в Московской области полученное фактическое сопротивление теплопередаче (Rф). 3.0 – 0.68 = 2.32 (м² × °С)/Вт. Компенсировать эту разницу должен слой теплоизоляции, в нашем случае пенополистирол, который будет впоследствии закрыт штукатурным слоем.
5. Усредненное значение коэффициента теплопроводности пенополистирола материала в сухом состоянии – 0.039 Вт/(м × °С).
6. Считаем по формуле d = Rт * λ, где d – толщина утеплителя, R – рассчитанное сопротивление теплопередаче, λ – коэффициент теплопроводности.  2.32 х 0.039 = 0.09 м. 

Таким образом, чтобы кирпичная стена дома в Московской области толщиной 38 см соответствовала нормативным значениям требуемого сопротивления теплопередаче стен, ее нужно теплоизолировать слоем пенополистирола (ближайшим стандартным типоразмером плиты будет плита толщиной 100 мм).

Больше узнать о теплоизоляционных материалах, их важных свойствах и ключевых показателях можно на образовательном портале. Кстати, там есть отличный калькулятор, на котором можно легко рассчитать толщину теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции

Реклама. 
Ассоциация "Полимерных Энергоэффективных Технологий "РАПЭТ" ИНН 1651042958. erid LjN8KZYdV