Расчет толщины утеплителя — формула расчета


Каркасный дом состоит из каркаса, обшитого с внутренней и наружной стороны различными материалами. Между обшивками располагается утеплитель и паро и гидроизоляция. Большое значение имеет правильный расчет толщины утеплителя. Для каждого района России необходимо использовать различную толщину утеплительного материала.

Толщина утеплителя в каркасном доме для постоянного проживания имеет принципиальное значение. От этого зависит комфортное пребывание в доме в течение всего холодного периода.

Почему нельзя использовать утеплитель с запасом, чтобы не проводить расчеты? Лишняя толщина утеплителя добавляет вес конструкции, и создает необходимость устройства более прочных элементов каркаса и фундамента. Это ведет к лишним неоправданным затратам. В свою очередь, недостаточный слой утеплителя не обеспечивает сохранение тепла и требует дополнительных расходов на обогрев помещений.

Эта статья поможет правильно подобрать толщину утеплителя для каркасного дома.

Какая необходимая толщина утеплителя должна быть в каркасном доме


Какая толщина утеплителя должна быть в каркасном доме
Утепление каркасного дома стекловатой.

Толщина утеплителя каркасного дома рассчитывается исходя из наружной температуры в самый холодный период и характеристик выбранного материала утеплителя. Утеплитель при необходимости может быть уложен в несколько слоев.

Для упрощения величину толщины утеплителя можно взять приблизительно, исходя из опыта строительства в той или иной климатической зоне и применения какого-либо определенного типа утеплителя. В этой статье будут приведены некоторые такие величины.

Если же ваше утепление состоит из нескольких слоев различных утеплителей, то придется все же выполнять какие-то расчеты.

Толщину утеплителя нужно просчитать заранее, до начала строительства, поскольку от этого зависит толщина стены и, соответственно, ширина закладываемого фундамента.

Для постоянного проживания

Для круглогодичного проживания необходим расчет толщины утепления, чтобы обеспечить комфортную температуру в доме  или пристрое к дому зимой и минимизировать теплопотери. Без расчета можно обойтись, если найти пример утепления для зимы в соответствующей климатической зоне и с таким же утеплителем.


В любом случае в доме для постоянного зимнего проживания толщина утеплителя должна быть не менее 150 мм.

Для сезонного проживания

Теплоизоляция для дома летнего проживания может не использоваться вообще, но на практике его все-таки применяют, для того чтобы не было продувания через щели и чтобы не испытывать дискомфорт в особенно холодные летние ночи.

Минимальная толщина утеплителя для летнего домика составляет 50 мм.

Толщина утепления стен каркасного дома

Толщина утеплителя рассчитывается в зависимости от климата и свойств применяемого утеплителя. Можно применять следующие размеры толщины утеплителя в разных областях России.

В Ленинградской области

В Московской области

Подмосковье считается более теплым в отношении климата, чем Ленинградская область. Жители Москвы летом могут чувствовать себя комфортно в домах без утепления. Для всесезонного проживания здесь подходят только теплые дома.


В Сибири

  • 200 мм для эковаты;
  • 150 мм для пенопластовых плит;
  • 250 мм для минеральной ваты;
  • 200 мм для базальтовой ваты, пенополистирола (пенопласта).

На урале

  • 200 мм для базальтовой ваты, пенополистирола (пенопласта);
  • 250-300 мм для перекрытий из пеноплекса.

В Новосибирске

  • 200 мм для эковаты;
  • 150 мм для пенопластовых плит;
  • 250 мм для минеральной ваты.

Расчет толщины и пропорций утепления каркасного дома

Обратите внимание!

В каркасном доме внутренняя и наружная обшивка не берется в расчет при подсчете необходимой толщины утеплителя. Обшивка не имеет существенного значения при сохранении тепла, как например, кирпич или пенобетон, поэтому для простоты расчетов ее не принимают во внимание. Считаем, что за сохранение тепла отвечает только утеплитель.

Для расчета необходимо знать величину минимального значения теплосопротивления теплопередаче стены (R) того места – города или области, где находится строение. Значение теплосопротивления стены можно рассчитать в соответствии с климатическими условиями, а можно взять из справочной таблицы.

Какая толщина утеплителя должна быть в каркасном доме
Таблица теплосопротивления стен дома по регионам.

В каркасном доме в расчетах учитывается теплопроводность утеплителя. Этот показатель смотрим в таблице норм «Тепловой защиты зданий» СП50.13330.2012. Теплопроводность также указана на упаковке материала.

Какая толщина утеплителя должна быть в каркасном доме
Карта-схема для определения нормативных значений термического сопротивления конструкций.

После того, как мы определили значение теплосопротивления стены и теплопроводности материала, можно рассчитать необходимую толщину утеплителя.

Расчет утеплителя в каркасном доме производим по формуле:

Какая толщина утеплителя должна быть в каркасном доме

Необходимо рассчитать также положение точки росы, которая должна находиться внутри дома, как можно дальше от стены. В противном случае стена будет влажной и может начаться процесс гниения.


Примечание. Теплосопротивление стены отличается от такого же показателя для чердачных и подвальных перекрытий, а также окон и дверей.

Каменной ватой, минеральной ватой

Строители называют каменной ватой, базальтовой ватой, минеральной ватой, стекловатой теплоизоляционный материал с волокнистой структурой, получаемый из расплава горных пород. Он применяется в виде матов, или рулонов.

Какая толщина утеплителя должна быть в каркасном доме
Утепление крыши каркасного дома минеральной ватой.

Преимущества этого вида утеплителей:

  • не горючесть;
  • низкая теплопроводность;
  • шумоизоляция;
  • долговечность;
  • не плесневеет при намокании;
  • экологичность;
  • легкость монтажа.

К недостаткам подобного рода утеплителей относят возможность выделения ими вредных формальдегидов и опасность попадания мелких частичек ваты в дыхательные пути при монтаже. Этого можно избежать, если выбирать утеплитель высокого качества и при монтаже соблюдать технику безопасности.


Теплопроводность теплоизолятора зависит от плотности материала. Если минеральная вата применяется в виде жестких плит, то структура ее более плотная, и она имеет большую теплопроводность (0,04 — 0,045Вт/м*град.С.). Если же минеральная вата используется в виде сжимаемых матов, то ее структура более пористая и теплопроводность более низкая – 0.035 – 0.039Вт/м*град.С. Чем более низкая теплопроводность, тем более эффективен выбранный утеплитель.

Например, в качестве утеплителя мы выбрали каменную вату плотностью 80-125 кг/м3. Коэффициент теплопроводности базальтовой ваты 0.045Вт/м*град.С. Он указан в сертификате или его можно посмотреть в таблице СП50.13330.2012 в приложении С.

Зная необходимое сопротивление для нашего климатического района, например, для Москвы:

R=3.2 м2*град.С/Вт, можно рассчитать толщину утеплителя.

L = 3.2 * 0.045 = 1.44 или 14 см.

Плиты каменной ваты имеют толщину 10 см и 5 см. Укладываем утеплитель в 2 слоя.

Опытные строители считают, что расчетную величину толщины утеплителя нужно увеличить на 50%. Это покроет все погрешности, связанные со сминанием и уплотнением отдельных участков утеплителя.

Какая толщина утеплителя должна быть в каркасном доме

Опилками

Опилки были и остаются доступным и дешевым утепляющим материалом. Если соблюдать технологию их применения, опилки могут служить долго и верно в качестве утеплителя каркасного дома.

Ценность опилок как утеплителя состоит в следующем:

  • Экологичность;
  • Низкая себестоимость;
  • Хорошая теплопроводность.

К недостаткам можно отнести хорошую возгораемость этого материала, хорошую среду для обитания грызунов, трудоемкость процесса укладки утеплителя. Чтобы минимизировать эти недостатки, опилки пропитывают антисептиками (раствором медного купороса или борной кислоты) и смешивают с цементом, гипсом, глиной.

Опилками с успехом можно утеплить чердак. Для этого можно выбрать необходимую толщину слоя из таблицы в зависимости от средних зимних температур.

Какая толщина утеплителя должна быть в каркасном доме

Обработанные и просушенные опилки засыпаются на чердачное перекрытие. Опилки могут находиться в сыпучем состоянии или в виде гранул. Работу проводим следующим образом:

  1. Все щели потолка тщательно замазываем глиняно-известковым составом или застилаем доски потолка пергамином.
  2. Сыпучие опилки или гранулы засыпаем необходимым слоем (толщину слоя определяем по вышеприведенной таблице).
  3. Укладываем доски чистового пола чердака.

Какая толщина утеплителя должна быть в каркасном доме
Утепление чердачного перекрытия опилками, смешанными с цементом.

Чтобы утеплить опилками стены каркасного дома, засыпаем опилки между внутренней и внешней обшивками каркаса. Утрамбовывая их через каждые 80 см — 1 м. Эту работу проводим аналогично утеплению стен каркасника керамзитом.

Опилки позволяют существенно сэкономить средства при ведении утеплительных работ и построить дешевый жилой дом.

Выводы

  1. Правильно выбранная толщина утеплителя обеспечит тепло в доме в течение всего года и позволит экономно расходовать строительные материалы.
  2. Толщину утеплителя можно подобрать по таблицам, приведенным в этой статье или определить из соответствующих расчетов.

Из чего состоят стены в каркасном доме

Перед тем, как перейти непосредственно к обсуждению утеплителя и необходимой для обеспечения теплозащиты толщины, следует разобраться, из чего состоит стена в строении каркасной конструкции. Фактически, это многослойная панель, образованная:

  • Несущим каркасом;
  • Утеплителем (плитным или рулонным);
  • Отделочными слоями (внутренними и наружными);
  • Гидроизоляцией.

Каждая из перечисленных составляющих очень важна, просто так от них отказываться нельзя. Возможно только заменить один из материалов на другой, со схожими характеристиками, из тех, которые порекомендуют проектанты и строители, полагаясь на свой опыт и знания.

Каркас и выбор образующих его несущих элементов непосредственно связан с утеплителем: плиты будут монтироваться в окна, образованные стойками, поэтому толщина бруса должна быть как минимум на уровне с толщиной пакета. Такое решение оправдано многолетней практикой, позволяет создавать многослойные конструкции с высокой энергоэффективностью, от стен каркасных домов до сэндвич панелей из металлических листов.

Второй важный параметр, который необходимо учесть при проектировании дома, определяя, какова необходимая толщина базальтового утеплителя каркасного дома – шаг стоек. Его обычно привязывают к ширине ОСБ плиты обшивки или гипсокартонного листа, а также ширине плитного утеплителя. Ориентировочно шаг принимается равным 600 мм, чтобы не пришлось подрезать готовые утеплительные пакеты и обеспечить их плотную стыковку с деревянными брусьями, ликвидировав зазоры и щели. При использовании плитного вспененного полистирола (пенопласта) расстояние между опорами придется подгонять под его размеры. Но такой материал, при всех его преимуществах (дешевизне, низкой теплопроводности), чрезвычайно горюч.

Часто в качестве внутренней и наружной обшивки применяют ОСБ плиты – специально обработанный древесностружечный материал с хорошей влагостойкостью и плотностью. В этом случае между утеплителем и обшивкой необходимо проложить слой пароизоляции, которая будет препятствовать образованию конденсата и разрушению конструкций стены. Фасады домов, в зависимости от предпочтений владельцев и их вкусов, покрывают вагонкой (пластиковой или деревянной), камнем, искусственной плиткой – выбрать есть из чего.


Толщина утепления

Что влияет на выбор толщины утепляющего слоя

Еще одно обстоятельство, оказывающее влияние на определение расхода утеплителя – вид дома, его назначение. Для небольшого летнего строения, в котором не собираются жить зимой, вполне будет достаточно минимального слоя. Для капитального особняка, запланированного для постоянного проживания, придется к этому вопросу подойти серьезно, провести специальный теплотехнический расчет. А еще придется определить точку росы и ее расположение в стене здания.

Конструкция сезонных строений самая простая, на ней можно не останавливаться дополнительно, а вот строение стены каркасного дома для зимних температур лучше разобрать подробно.

В такой панели утепляется не только внутренняя часть, но и сами стойки, чтобы не допустить образования мостиков холода, проникновения низких температур в помещение.

С этой целью, поверх основного, сооружается дополнительный каркас, призванный защитить несущие элементы от контакта с внешней средой. В этом случае послойное перечисление всех составляющих выглядит так (изнутри – наружу):

  • Внутренняя отделка;
  • Пароизоляция;
  • Каркас (стойка);
  • Основной утеплитель;
  • Защита от ветра;
  • Элементы наружной отделки.

Между отделочным внешним слоем и ветрозащитной пленкой обязательно предусматривается свободное пространство для движения воздуха и вентиляции, именно там, при правильном расчете, должна располагаться точка росы. А добиться этого можно подбором толщины стены (основного утеплителя).

Вид утепления

Выбор вида утеплителя

В качестве хорошо зарекомендовавшего себя материала, когда определяется толщина утеплителя одноэтажного каркасного дома для круглогодичного проживания, профессиональные строители рекомендуют базальтовую вату. У нее есть 2 неоспоримых преимущества: отличная теплоизоляция и стойкость к воздействию огня. Материал полностью естественного происхождения, изготовленный из вулканической породы. Кроме того, такая плита не гигроскопична (не впитывает влагу), отличается простотой монтажа, не оседает со временем, сохраняя неизменными свои размеры.

Популярный и доступный пенопласт также имеет право на существование в качестве утепляющего слоя, необходимо только правильно его использовать.

Во-первых, обязательно выбрать размеры окон в стенах, образуемых стойками, в зависимости от стандартных габаритов плитного материала. Иначе придется нарезать требуемые отрезки, что приведет к появлению отходов, перерасходу утеплителя, ненужным затратам.

Во-вторых, специалисты утверждают, что данный полимер подвержен усадке: «свежий» лист за полгода может усохнуть приблизительно на 1 %, что следует учитывать при монтаже, укладывая материал с небольшим запасом, чтобы впоследствии не образовались щели и зазоры.

В-третьих, пенопласт горюч и при воспламенении производит множество едких газов, вредных для человека. Для обеспечения надлежащей пожарной безопасности его следует защитить специальным покрытием или инертной к огню пленкой. Чтобы не ошибиться при раскрое, лучше составить схему укладки: она поможет рассчитать расход утеплителя, уменьшить количество отходов. Последнее условие особенно важно, поскольку использовать обрезки вряд ли удастся.

Срез утеплителя

Определение толщины стены и утеплителя

Профессиональные строители определяют параметр толщины стенового ограждения на основании данных о климатической зоне, максимальной температуре в холодное время года и в зависимости от назначения сооружения.

Не вдаваясь в сложные расчеты, для большинства случаев оптимальная толщина утеплителя стандартного каркасного дома составляет 150 мм – это удовлетворяет климатическим условиям средней полосы в условиях России. При более суровой зиме потребуется побеспокоиться об увеличении слоя, этого можно достичь за счет создания дополнительного каркаса и укладки теплоизоляции.

Таким образом, суммарная толщина стены каркасного строения доводится до 200-250 мм. Кроме этого, допускается наружное оформление с помощью пластикового сайдинга, вагонки из разных пород дерева, рваного или искусственного камня, декоративного кирпича и тому подобных материалов.

На что еще потребуется обратить внимание: выбор оптимальной, не тонкой и не слишком толстой, ОСБ панели.

Считается, что обшивка такими ДСП, толщиной в 14 мм, способствует не только теплозащите, но и приданию каркасу дополнительной жесткости и устойчивости к внешним воздействиям.

Как рассчитать утеплитель для каркасной стены

Несмотря на то, что большинство решений проектировщиков каркасных домов являются типовыми, не требующими уточнений и подбора, полезно ознакомиться с основными методами теплотехнического расчета стенового ограждения. С ними же связана толщина утепления каркасного дома для постоянного или временного проживания. Сборник строительных норм и правил (СНиП) устанавливает параметр сопротивления теплопередаче – Rp. В результате специальных многолетних наблюдений за колебаниями температуры в зимний период выведены их средние значения, привязанные к климатическим зонам. Данные для основных населенных пунктов России приведены в таблице:

Город Rp, м2·°C/Вт
Сочи 1,79
Краснодар 2.44
Ростов-на-Дону 2,75
Санкт-Петербург 3,23
Москва 3,28
Магадан 4,33
Красноярск 4,84

Утеплитель для стены

На основании приведенных показателей производится расчет толщины материала с заданной теплопроводностью (для каждого в отдельности, если стена многослойная). Показатель сопротивления теплопередачи равен отношению толщины в метрах к коэффициенту теплопроводности, последний легко узнать у производителя материала.

Формула простая, необходимо только просчитать толщины всех составляющих каркасной стены, а в конце суммировать их. С учетом того, что некоторые элементы (пароизоляция) достаточно тонки, ими, при расчете, можно пренебречь. Основным параметром, оказывающим влияние на результат, является толщина утепления стены каркасного дома – базальтовой плиты или пенопластового блока.

Лучше всего пояснить приведенную информацию с помощью примера. За основу берется минераловатный утеплитель с известными характеристиками – плотностью около 175 кг/м3 и теплопроводностью 0,043 Вт/(м·°C). Тогда, чтобы узнать толщину стенового ограждения для каркасного дома, запроектированного для Москвы и региона, необходимо умножить 3,28 (Rp) на 0,043, получается 0,141 м (141 мм).

Поскольку стандартная толщина утеплителя составляет 50 мм, полученный результат округляется до 0,15 м.

Далее к полученному результату прибавляются величины слоев пароизоляции, наружной обшивки, внутренней отделки – это и будет окончательный размер толщины стены каркасного дома.

В заключение

В статье рассмотрены основные этапы определения толщины утепляющего слоя, аспекты его выбора и различия в характеристиках разных материалов. Предпочтительнее всего выбирать технологичную, эффективную базальтовую вату, а параметр толщины принимать на основании теплотехнического расчета, но не менее 150 мм. С учетом приведенных рекомендаций процесс строительства теплого, надежного каркасного дома станет намного легче и понятнее.

расчет толщины утеплителяНе все утеплители одинаково полезны. Именно так, по созвучию с известной рекламой йогуртов, можно определить основную проблему выбора утеплителя при утеплении дома. Чтобы четко понимать, в чем различие между утеплителями, и какой из них выбрать – надо понимать по каким принципам рассчитывается толщина утеплителя в каждом конкретном случае, и что собой представляет расчет толщины утеплителя, когда вы имеете 2 или 3 разных материала в листах, на практике.

Итак, первое, что предстоит сделать – это выбрать оптимальный утеплитель для нашей ситуации.

1. Сначала смотрим на его теплосопротивление и обращаемся к таблицам по теплопроводности основных утеплителей, опубликованным на нашем сайте.

2. Далее, смотрим нормы по теплосопротивлению ограждающих конструкций для того региона, в котором мы собираемся построить свой дом. Это нормы по новому СНиПу, который регламентирует минимально необходимое теплосопротивление, чтобы здание могло вписаться в современные параметры энергопотребления.

И неважно, чем вы отапливаетесь – дровами, газом или электричеством – калории ваш дом потребляет исправно, из какого бы топлива вы их не извлекали.

3. Для расчета необходимой толщины утеплителя применяем формулу расчета, указанную ниже.

формула расчета утеплителей

Какие будут комментарии к этой формуле?

Во-первых, можно применять несколько слоев однородного утеплителя и их теплосопротивление будет просто складываться. Следите только за тем, чтобы между ними не было воздушных зазоров, в которых могли бы возникнуть воздушные микротечения. Когда воздух неподвижен – он лучший изолятор. Когда воздух движется – он начинает охлаждать утеплитель и ограждающие конструкции.

Во-вторых, можно применять несколько слоев разнородных утеплителей, а также можно принимать в расчет теплосопротивление несущих стен, на которых монтируется утеплитель. В этом случае суммируются отдельные показатели теплосопротивления для каждого слоя «пирога».

Теплосопротивление каждого слоя рассчитывается, исходя из теплопроводности каждого конкретного материала. Чем ниже теплопроводность материала, тем выше будет теплосопротивление слоя, изготовленного из этого материала.

Чтобы получить необходимые показатели по теплосопротивлению ограждающих конструкций (пол, потолок, стены) для своего региона – выбираем максимально подходящий эффективный утеплитель (пенопласт, базальтовую вату, пенополиуретан, эковату, пеностекло) и выбираем, какой толщины должен быть утеплитель, принимая во внимание теплопроводность и толщину несущей стены.

Итак, расчет толщины утеплителя для дома еще раз по пунктам:

1. Смотрим таблицу по теплопроводности утеплителей.

2. Смотрим таблицу по нормам теплосопротивления для регионов.

3. Подставляем в формулу цифры по теплопроводности утеплителя и подбираем толщину, чтобы вписаться в нормы по своему региону.

Далее начинаются чисто экономические подсчеты – вычисляются необходимые объемы утеплителя и стоимость его закупки. Также стоит учитывать стоимость доставки и монтажа утеплителя на стены и перекрытия – для некоторых типов объемных или рыхлых утеплителей эти суммы могут быть весьма значительными. Некоторые утеплители на стенах потребуется дополнительно защищать от влаги или солнца.

Кстати, очень просто по данной формуле подбирать разнородные утеплители, которые часто приходится комбинировать в процессе строительства дома.

Смотрим, например, пенопласт ПСБС 25 плотности и ПС 15 плотности. Они имеют разные показатели R, делаем расчет толщины утеплителя в суммарном выражении для общего слоя по всей стене дома согласно формуле.

То же самое касается и базальтовой ваты. Листы базальтового утеплителя плотности 35, 45, 65 и 85 можно комбинировать, чтобы достичь необходимого показателя теплосопротивления стены, в одном случае, и приемлемой жесткости и гидрофобности слоя утеплителя, в другом случае.

Инструкция по переводу кубических метров в квадратные

Для расчетов обязательно знать длину, ширину и толщину изделия. Эти размеры перевести из сантиметров или миллиметров в метры (1 см = 0,01 м; 1 мм = 0,001 м). Для этого надо умножить значение переводимого параметры на соответствующее число: 20 см = 20 * 0,01 = 0,2 м; 5 мм = 5 * 0,001 = 0,005 м.

В зависимости от поставленных целей есть несколько вариантов перевода кубических метров в квадратные метры.

1. Сколько кубов газобетона размером 0,20*0,25*0,6 м необходимо для кладки в один слой 20 квадратных метров? Если разделить 1 куб. м на высоту блока, получим площадь, на которую хватит этого объема: 1 м3 / 0,20 м = 5 м2 .

Из пропорции:

1 м3 → 5 м2
? м3 → 20 м2
находим 20 / 5 = 4 м3.

Чтобы выложить 20 м2 требуется 4 кубометра газобетона.

2. Стену какой площади можно построить из 3 м3 бруса, если он имеет длину 6 м и сечение 0,15*0,2 м?

Для этого надо объем разделить на толщину бруса:

3 м3 / 0,15 м = 20 м2 – это и будет площадь стены.

3. Бывают случаи, когда важно знать какое количество находится в одном кубе или квадрате.

Например, вагонка имеет длину 2,5 м, ширину 0,15 м и толщину 0,03 м. Определим площадь и объем одной полосы.

Площадь равна произведению длины и ширины: 2,5 м * 0,15 м = 0,375 м2.
Объем равен произведению длины, ширины и толщины: 2,5 м * 0,15 м * 0,03 м = 0,01125 м3.

Разделим соответствующие величины:

1 м2 / 0,375 м2 = 2,66 штуки в 1 квадратном метре.
1 м3 / 0,01125 м3 = 88,88 штуки в 1 кубическом метре.

Перевод кубических метров в квадратные метры помогает точно рассчитать необходимое количество и стоимость материала. Это снижает денежные и трудовые затраты на излишки и дополнительную транспортировку.


Использованные источники

  1. stroikaexpert.ru/uteplenie/uteplenie-karkasnogo-doma/kakaya-tolshchina-uteplitelya-dolzhna-byt-v-karkasnom-dome
  2. karkasnik-stroy.ru/raschet/tolshhina-uteplitelya/
  3. dom-data.ru/formula-rascheta-tolshhiny-uteplitelya/
  4. voprosblog.ru/kak-perevesti-kubicheskie-metry-v-kvadratnye-metry/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.