Расчет толщины утеплителя: формулы и примеры расчета

Утепление стен, пола и потолка здания является неотъемлемой частью строительства, особенно если речь идет о жилом доме. Но не столько важно подобрать качественный теплоизоляционный материал, сколько рассчитать оптимальную его толщину. От того, насколько правильно будет определена толщина утеплителя в каждом конкретном случае, будут зависеть эксплуатационные характеристики и долговечность постройки.

Зачем нужна теплоизоляция

Чтобы понимать степень важности расчета толщины утеплителя, необходимо разбираться в принципе работы и предназначении теплоизоляции. С каждым годом человечество расходует все больше энергетических ресурсов, и цены на них повышаются. Следовательно, люди начинают задумываться о способах экономии электроэнергии, чтобы сэкономить на отоплении дома зимой и охлаждении – летом. И вот тут в игру вступает теплоизоляция.

Слой утеплителя, прикрепленный к стене, полу или потолку, позволяет сократить расходы на энергопотребление в несколько раз. Теплоизоляция не дает теплу быстро покидать помещение зимой, и не пропускает жаркие потоки воздуха внутрь в летнее время. Но чтобы организовать подобные условия, следует рассчитать толщину утеплителя вплоть до сантиметров. Ошибитесь на 2-3 см, и очень скоро возникнет масса проблем, начиная от потери энергии, заканчивая разрушением стены.

Большинство людей сегодня живет в многоэтажных домах из бетона и порой платят бешеные деньги за коммунальные услуги. Но сетуя на повышение тарифов, мало кто задумывается, что можно раз и навсегда решить проблему лишних затрат, просто утеплив стены своей квартиры. Конечно, речь идет о наружных стенах, не смежных с другими комнатами или квартирами. Порой, утеплив лишь одну стены, выходящую на улицу, можно сократить теплопотери на 30-40%.

Второстепенным назначением теплоизоляционной прослойки является дополнительная звукоизоляция. Если речь идет о многоэтажном доме в спальном районе города, то утеплитель защитит вас от шума с улицы, звука сигнализации посреди ночи и т.д.

Если речь идет о частном строительстве, например, коттеджа или дачного дома, то некоторые теплоизоляционные материалы позволяют сокращать расходы на строительство, заменяя собой материалы для возведения стен. Так, используя толстые полистирольные или минераловатные плиты около 10 см толщиной, можно заменять ими стены из кирпича. Нагрузка на такие стены должна быть минимальной, поэтому данный способ подойдет для одноэтажного строительства, возведения веранд или домиков для гостей.

Требования к теплоизоляционным материалам

Существует множество требований к теплоизоляционным материалам, которые отличаются в зависимости от эксплуатационной нагрузки будущего здания, климатических условий, финансовых возможностей и т.д.

Основной качественной характеристикой утеплителя является способность проводить теплоту. Это, в свою очередь, зависит от структуры материала, его плотности, пористости, уровня влажности и многих других факторов.

Различают несколько классов материалов по теплопроводности:

Низкий – обозначается буквой А на упаковке утеплителя (0,06 Вт/кв. м).

Средний – обозначается буквой Б (от 0,06 до 0,115 Вт/кв. м).

Высокий – буква В (от 0,115 до 0,175 Вт/кв. м).

Чтобы обеспечить качественную теплоизоляцию фасада, будь то многоэтажный дом или частный коттедж, утеплитель должен быть достаточно прочным, чтобы суметь выдержать вес финишной отделки. Поэтому надо выбирать материал, учитывая то, чем вы будете покрывать стену. Плитка, например, весит довольно много и требует прочного основания, а вот обои или пробковое покрытие будут хорошо держаться почти во всех случаях.

Кроме того, утеплитель должен быть максимально паропроницаемым, но по возможности не впитывать влагу. Материал не должен гореть или поддерживать горение, выделять вредные и токсические вещества, не деформироваться при перепаде температуры.

Способы утепления

Сокращение теплопотерь зависит не только от правильно выбранного материала, но и от того, где он располагается. Так, различают несколько способов утепления стен, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Способы утепления стен:

Монолитная стена – специальная кирпичная или деревянная перегородка толщиной от 40 см и больше.

Многослойный пирог – теплоизоляционный слой расположен внутри стены между наружными и внутренними панелями. Организовать такую теплоизоляцию можно только на этапе возведения стен, иначе придется ломать, а затем восстанавливать внутреннюю панель.

Наружное утепление – слой утеплителя прикрепляется к наружным стенам и скрывается финишной отделкой (фасадной штукатуркой, плиткой, сайдингом и т.д.). Данный способ утепления требует дополнительной пароизоляции и гидроизоляции, но является наиболее эффективным среди всех остальных.

Толщина утеплителя

Почему же настолько важно выбрать правильную толщину теплоизоляционного слоя? Неужели так страшно переборщить, ведь по идее, чем толще утеплитель, тем лучше? На самом деле ситуация обстоит следующим образом – если утеплитель слишком тонкий, через стену проникает холод и сырость, если слишком толстый – деньги «улетают на ветер».

Если слой теплоизоляционного материала меньше положенного хотя бы на пару сантиметров, стены непременно будут промерзать и отсыревать. Так называемая точка росы, которая обычно находится снаружи, сместится внутрь стены, потому что утеплитель не сможет ее удержать. В результате на поверхности стены будет появляться конденсат, она будет медленно отсыревать, разрушаться, появится плесень и грибок.

Слишком толстый утеплитель приведет к неоправданным затратам. Каждый добросовестный хозяин хочет не только построить надежный дом, но и сэкономить по максимуму, а толстые утеплители стоят немалых денег… Вот почему важно уметь рассчитывать его толщину. Также слишком большая толщина теплоизоляции нарушает естественную вентиляцию внутри стен, в результате чего внутри помещения становится слишком душно и дискомфортно. Плюс ко всему, если утепление производится на внутренней части стены, толстый материал заберет много свободного пространства, уменьшив квадратуру комнаты.

Еще один важный момент, прежде чем приступить к расчетам – определение толщины утеплителя напрямую зависит от материала, из которого сделана стена. Исходя из этих данных, можно судить о теплопроводности и теплотехнических свойствах поверхности. Эти данные позволяют определить теплопотери на каждом квадратном метре площади. Полный список характеристик материалов указан в СНиП №2-3-79.

Плотность утеплителя может быть совершенно разной, но зачастую используют материалы плотностью от 0,6 до 1000 кг/кубометр.

Большинство современных многоэтажных и частных домов построены из пенобетонных блоков. Для этого материала определены следующие требования к теплоизоляции:

ГСОП (показывает в градусах-сутках в период отопления) – 6 000.

Сопротивление теплопередаче для стен – больше 3,5 С/кв.м/Вт.

Сопротивление теплопередаче для потолка – больше 6 С/кв. м/Вт.

Если вы планируете положить несколько слоев утеплителя, показатели сопротивления теплопередачи рассчитываются в виде суммы каждого из слоев. При этом необходимо учитывать теплопроводность и характеристики материала, из которого изготовлены стены.

Как рассчитать

Чтобы выполнить теплотехнический расчет утеплителя, следует учитывать одновременно большое количество факторов, что довольно сложно сделать неопытному строителю. Самым важным показателем является характеристика стены и климатические условия местности, где идет строительство.

Когда вы определились с технологией выполнения работ и выбрали подходящий материал, можно приступать к расчетам.

Полезный совет: для утепления одного дома или этажа рекомендуется выбирать одинаковый материал от одного производителя и желательно из одной партии.

В обязательном порядке также следует утеплить трубопроводы со стороны улицы, которые ведут внутрь дома. Это одни из самых потенциально опасных мест возникновения «мостиков холода», через которые уходит до 30% тепла.

Чтобы довести значения сопротивляемости теплопроводности стен и полотка до нужных показателей (3,5 и 6 соответственно), необходимо воспользоваться следующими формулами:

для стен: R=3,5-R стены;
для потолка: R=6-R потолка.

Когда вы нашли разницу, можно выяснить, какой толщины должен быть утеплитель по формуле: p = R*k, где р является искомой толщиной утеплителя, k – теплопроводностью используемого теплоизоляционного материала.

Если вы используете пенопласт или минеральную вату, профессионалы рекомендуют делать оптимальную толщину в 10 см.

Калькуляторы

Если вы не хотите заучивать формулы и самостоятельно производить вычисления, расчет толщины утеплителя для стен помогут сделать он-лайн калькуляторы. Это специально созданные программы, которые учитывают все факторы и характеристики материалов, позволяя точно узнать, сколько теплоизоляции надо покупать.

Одной из самых популярных программ является калькулятор ROCKWOOL, разработанный опытными специалистами для расчета толщины и энергоэффективности утеплителя. Интуитивно понятный интерфейс не вызовет вопросов даже у неопытных пользователей. Зайдите на сайт калькулятора, нажмите кнопку «Начать расчет» и следуйте подробным пошаговым подсказкам.

Расчет утеплителя стен и потолка может выполнить даже новичок при наличии необходимых показателей материалов. Пренебрежение необходимостью вычисления точной толщины слоя теплоизоляции влечет за собой массу неприятностей, некоторые из которых можно быстро исправить, а с другими придется жить до следующего капитального ремонта.