Как рассчитать толщину утеплителя для стен: пример расчета

Дома, предназначенные для круглогодичного проживания, нужно утеплять. И утепление стен является одним из важнейших этапов строительства. Важно не только правильно подобрать утеплитель, но и понять, какая его толщина необходима для грамотной теплоизоляции дома.

Зачем рассчитывать толщину утеплителя?

Толщина утеплителя для наружных стен – не постоянная величина. Она меняется в зависимости от совокупности факторов. Все рекомендации о том, какой толщины взять тот или иной утеплитель, будут лишь примерными. И на них вряд ли стоит опираться.

Расчет утеплителя для стен сугубо индивидуальная процедура. И на самом деле она не так сложна, как может показаться на первый взгляд. Провести расчеты можно самостоятельно, не обращаясь к специалистам.

Проводить расчеты обязательно, так как недостаточная толщина утеплительного контура приведет к тому, что дом будет промерзать, влага, образующаяся внутри фасада станет благоприятной средой для грибков и плесени. И напротив, закупив более толстый утеплитель, чем требуется, вы зря потратите бюджет на бесполезный дополнительный объем материала.

В связи с этим, основное назначение расчетов – найти золотую середину.

От чего зависит толщина?

Итак, перед тем, как рассчитать толщину утеплителя для стен, необходимо определить ряд параметров, от которых она зависит. Очевидно, что на толщину в первую очередь будут влиять климатические условия. Кроме того, важно также, из каких материалов построен дом, какой толщины стены и проч.

Вот параметры, значения которых потребуются для предстоящих расчетов:

1. Коэффициент минимально допустимого сопротивления теплоотдаче в регионе.
2. Теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве и отделке стен, а также толщина каждого из слоев.
3. Теплопроводность самого утеплителя.

Параметр под первым номером определяется строительными нормативами. Значения по регионам приведены в соответствующем СНиП. Мы приведем ряд значений для крупных городов в таблице ниже.

Что касается теплопроводности стройматериалов и выбранного утеплителя, то данные значения можно получить из технической документации, прилагаемой к изделиям.

Расчет толщины утеплителя для стен

Покажем порядок расчетов на гипотетическом примере. Итак, предположим мы строим дом из пенобетона. Снаружи стена будет штукатуриться, внутри также будет нанесена гипсовая штукатурка. Дом строится в Твери.

Исходные данные, которые мы имеем:

• Пенобетон (толщина – 0,4м, теплопроводность – 0,55 Вт/м* 0 С.
• Песчано-цементная штукатурка (толщина 4см, теплопроводность — 1,1 Вт/м* 0 С).
• Гипсовая штукатурка (толщина – 2см, теплопроводность 0,31 Вт/м* 0 С).
• Утеплитель пенополистирол (теплопроводность – 0,028 Вт/м* 0 С).

Требуется рассчитать толщину пенополистирола.

Для начала определим Т – минимальный порог сопротивления пеплоотдаче. Из таблицы мы видим, что в Твери он равен 3,31 Вт/м* 0 С.

Теперь высчитаем, каким суммарным сопротивлением обладают все материалы, помимо утеплителя Т₁. Чтобы узнать значение сопротивления по каждому материалу, нужно его толщину разделить на значение теплопроводности.

Таким образом получаем:

Т₁= 0,4/0,55 + 0,04/1,1 + 0,02/0,31 = 0,73 + 0,04 + 0,06 = 0,83

Чтобы понять, какая толщина утеплителя для стен будет оптимальной, высчитаем разницу между Т и Т₁:

Мы получили ту недостающую стенам величину сопротивления теплоотдаче, которой должен соответствовать утеплительный слой.

Теперь, наконец, можно высчитать, какой толщины утеплитель нам потребуется.

Для этого полученное значение нужно умножить на показатель теплопроводности утеплительного материала:

2,48 * 0,028 = 0,07м.

Таким образом, минимальная толщина пенополистирола данном случае равна 7см. Расчет по данному алгоритму является наиболее точным.

Толщина утеплителя для каркасных стен

Этот параметр определяется абсолютно аналогично, по приведенной выше схеме. Как правило, утеплителем в данном случае является базальтовая вата.

При расчетах для каркасников также учитывают теплопроводность и толщину каждого из слоев «пирога». Тонкими прослойками, как пароизоляция, при расчетах можно пренебречь.

Толщина утеплителя для стен: калькулятор

Для выполнения приблизительных расчетов вы можете также воспользоваться онлайн-калькулятором.

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 z_от = 209 дней;

средняя температура наружного воздуха отопительного периода t_от =-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 t_в = 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 года	Наименование помещения	Температура воздуха, °С		Относительная влажность, %
		оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, не более
Холодный	Жилая комната	20-22	18-24 (20-24)	45-30	60
	Жилая комната в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже	21-23	20-24 (22-24)	45-30	60
	Кухня	19-21	18-26	Не нормируется	Не нормируется
	Туалет	19-21	18-26	Не нормируется	Не нормируется
	Ванная, совмещенный санузел	24-26	18-26	Не нормируется	Не нормируется
	Помещения для отдыха и учебных занятий	20-22	18-24	45-30	60
	Межквартирный коридор	18-20	16-22	45-30	60
	Вестибюль, лестничная клетка	16-18	14-20	Не нормируется	Не нормируется
	Кладовые	16-18	12-22	Не нормируется	Не нормируется
Теплый	Жилая комната	22-25	20-28	60-30	65
Примечание — Значения в скобках относятся к домам для престарелых и инвалидов.

Таблица 1 (СП 50.13330.2012) — Влажностный режим помещений зданий

Режим	Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре, °С
	до 12	свыше 12 до 24	свыше 24
Сухой	До 60	До 50	До 40
Нормальный	Свыше 60 до 75	Свыше 50 до 60	Свыше 40 до 50
Влажный	Свыше 75	Свыше 60 до 75	Свыше 50 до 60
Мокрый	—	Свыше 75	Свыше 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

Влажностный режим (по таблице 1 СП 50.13330.2012)	Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности (по приложению В)
	сухой	нормальной	влажной
Сухой	А	А	Б
Нормальный	А	Б	Б
Влажный или мокрый	Б	Б	Б

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

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

R_s — 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 Rтр — R0 =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.