Трехслойная стена с утеплением пенополистиролом

Обновлено: 14.05.2024

Трехслойная стена должна быть толщиной от 40 до более 50 см. В этой стене несущий слой передает структурные нагрузки, изоляционный слой отвечает за тепловую и акустическую защиту, а облицовочный слой защищает стену от внешних воздействий и придает ей эстетичный вид.

Устанавливая утеплитель, важно помнить, что между плитами изоляционного материала не должно быть зазоров, так как эти места могут стать тепловыми мостиками. Поверхность изоляционного материала также не должна быть повреждена.

2. Из чего состоит трехслойная стена?

Трехслойная стена должна состоять из:

базовый слой (от 20 до 24 см). Чаще всего его возводят из керамзитобетонных блоков, ячеистого бетона или силикатных блоков.
слой теплоизоляции (от 15 до 20 см). Чаще всего используется минеральная вата или пенополистирол.
высотный слой, также известный как покровный слой (от 6 до 12 см)

3. Трехслойная стена с применением пенополистирола.

Плиты пенополистирола следует укладывать в два слоя, в каждом отдельные элементы должны быть смещены по вертикали и горизонтали на 10-15 см, а стыки плит второго слоя не должны совпадать со стыками первого слоя.

Анкеры размещаются в каждом втором или третьем стыке горизонтальной несущей стены на расстоянии примерно 30-50 см. Элементы несущей стены должны иметь такие же размеры, что и фасадная стена, или быть кратными им. Анкеры заделываются в шов на глубину не менее 5 см. Их длину нужно подбирать так, чтобы они также входили в фасадный слой на одинаковую глубину. Также пенополистирол можно крепить дюбелями, в количестве не менее 4 на 1 м2 стены (глубина анкеровки в несущей стене должна быть не менее 6 см).

4. Трехслойная стена с применением минеральной ваты.

Здесь изоляционные плиты забиваются на анкеры, закрепленные в несущей стене, а затем фиксируются прижимными пластинами. Утеплитель из минеральной ваты следует укладывать очень аккуратно. Материал не должен вздуваться и должен прижиматься к несущей стене. Также необходимо выдерживать вентиляционный зазор, поэтому стоит использовать анкеры с распорками. Они обеспечат одинаковый размер зазора во всех точках. Анкеры не должны выпадать вертикально в одну линию, а последующие ряды должны быть смещены примерно на полметра.

При пошаговом выполнении все слои поднимаются одновременно. При двухступенчатом - сначала возводят несущие стены, а затем укладывают теплоизоляцию из минеральной ваты или пенополистирола. Последним этапом является изготовление внешнего слоя, для которого можно использовать клинкерный кирпич или сайдинг.

Современные тенденции жилищного строительства, учитывающие повышенные требования к комфортности и энергосбережению, разнообразие конструктивных решений, возведение зданий при минимальной механизации строительных работ потребовали новых конструктивных решений стенового заполнения.

Одним из вариантов, наиболее полно удовлетворяющим вышеизложенным требованиям, является конструкция трехслойной стены(многослойной стены), где внутренняя (несущая) часть может быть выполнена из кирпича, бетонных или газобетонных блоков, дерева и т.д., наружная часть (самонесущая или навес ная) —из железобетона, облицовочного кирпича, облицовочной керамической плитки и т.д., а теплоизоляция стен достигается установкой плоских теплоизоляционных плит из экструдированного пенополистирола необходимой толщины между внутренним и наружным слоем.

Традиционно в качестве теплоизоляционного слоя применяются минераловатные плиты или пенопласт, долговечность и теплоизоляционные свойства которых сильно зависят от влажности. Так, при увеличении влажности теплоизоляционных материалов этого типа на 1%, коэффициент теплопроводности их ухудшается на 4-6% .

В процессе их доставки, хранения, установки и эксплуатации вероятно увеличение влажности материалов выше расчетной, что может привести к значительной потере ими теплоизоляционных свойств. Поэтому со стороны несущей стены перед теплоизоляци ей выполняется пароизоляционный слой, а для «проветривания» изоляции между ней и облицовкой должен быть организован сплошной воздушный зазор, что значительно усложняет конструкцию стены и требует особой тщательности при выполнении работ.

Применение в 3-слойных стенах утеплителя позволяет эффективно решить выше указанные проблемы с точки зрения достижения теплового комфорта внутри здания и долговечности конструкции.

Для обеспечения устойчивости 3-слойной конструкции внутренний (несущий) и наружный (защитный) слои соединяются между собой пластиковыми или металлическими коннекторами (рис. 2) с шагом 600 мм по высоте здания.

При выборе типа ограждаю щей конструкции следует учитывать степень огнестойкости и класс функциональной и конст руктивной пожарной опасности здания.

«Дышит или не дышит?»

Часто приходится слышать, что стена, изолированная пенополистирольными плитами, не будет «дышать», так как пенополистирол практически воздухо- и паронепроницаемы. В связи с этим приводим высказывание одного из основоположников строительной теплофизики, доктора технических наук Константина Федоровича Фокина:

«Гигиенисты рассматривают воздухопроницаемость ограждений как положительное качество, обеспечивающее естественную вентиляцию помещений. С теплотехнической точки зрения воздухопроницаемость ограждений скорее отрицательное качество, так как в зимнее время инфильтрация вызывает дополнительные потери тепла ограждениями и охлаждение помещений, а эксфильтрация может неблагоприятно отразиться на влажностном режиме наружных ограждений, способствуя конденсации в них влаги».

В приложении «Э» СП 23-101 «Проектирование тепловой защиты зданий» приведен пример расчета на сопротивление паропроницанию наружной многослойной стены жилого дома. Стена состоит из следующих слоев, считая от внутренней поверхности:

гипсовая штукатурка толщиной 5 мм, паропроницаемость р= 0,11 мг/(м·ч·Па);
железобетон толщиной 100 мм, паропроницаемость р = 0,03 мг/(м·ч·Па);
утеплитель пенополистирол толщиной 100 мм, паропроницаемостьр= 0,006 мг/(м·ч·Па);
кирпич глиняный обыкновенный толщиной 120 мм, паропроницаемость р = 0,11 мг/(м·ч·Па);
штукатурка толщиной 8 мм, паропроницаемость р = 0,43 мг/(м·ч·Па).

На рисунке 3 построен график распределения максимального парциального давления E1 водяного пара и график изменения действительного парциального давления е1 водяного пара по толще стены в масштабе сопротивлений паропроницанию его слоев.

При сравнении величин максимального парциального давления Е1 ( ———) водяного пара и величин действительного парциального давления е1 (…………) водяного пара на соответствующих границах слоев видим, что все величины е1, ниже величин Е1, что указывает на отсутствие возможности конденсации водяного пара в ограждающей конструкции. Очевидно, что эти кривые не пересекаются, что также доказывает невозможность образования конденсата в ограждении.

Кроме долговечности и отсутствия возможности образования конденсата 3-слойная конструкция с применением плит пенополистирола имеет ряд экономических преимуществ:

Наружное утепление стены чаще делают с помощью пенопласта. На втором месте минеральная вата. Пенопластом утеплять чуть дешевле — материал не дорогой и работать с ним проще.

К тому же теплоизоляцию пенопластом навязывают и подрядившиеся специалисты — они просто не хотят работать с минеральной ватой из-за ее вредности. Поэтому тем более нужно знать как делается утепление снаружи пенопластом. Тогда проконтролировать работы не в пример проще. Или сделать их самостоятельно и сэкономить кругленькую сумму.

При монтаже слоя пенопласта необходимо следить за паропроницаемостью слоев в конструкции, по направлению к холодной стороне (на улицу) она должна уменьшаться.

Увлажнение и накоплений воды

Утеплять стену снаружи нужно более паропрозрачным слоем. Тогда в ней не произойдет накопление воды в холодное время года. Ведь зимой пар под воздействием парциального давления стремится выйти из влажного помещения на улицу, где гораздо суше.

Если у наружного слоя будет большее сопротивление движению пара, то вся конструкция повысит свою внутреннюю влажность, возможно, до полного намокания.

Сам пенопласт (вспененный полистирол) способен увлажняться. Также он пропускает через себя пар, хоть и создает для его продвижения существенную преграду. Рассмотрим подробнее, вопросы движения воды через многослойную конструкцию, как наиболее важные для успешного строительства.

Как расчитать возможность применения пенопласта

Паропроницаемость слоя легко посчитать, разделив толщину на коэффициент паропрозрачности.

Например, 10 см пенопласта имеют сопротивление движению пара не более чем — 0,1 м/0,05 мг/(м•год•Па). = 2 м2 • ч • Па/мг .

А 36 см кирпича соответственно — 0,36 м /0,11 мг/(м•год•Па) = 3,5 м2 • ч • Па/мг.
Следовательно 10 см пенопласта можно применять снаружи на стене из кирпича толщиной 36 см.

Другие свойства

При создании оболочки преграждающей бегство энергии из дома важно учитывать самые различные нюансы. Например, долговечность сего объекта и его способность противостоять агрессии внешней среды длительный период.

Пенопласт снаружи нуждается в защите от двух недругов:

Под их воздействием, этот материал разрушается и теряет свои теплоизоляционные качества. Поэтому создание защитного ограждающего слоя обязательно.

Толщина утеплителя

Толщину слоя пенопласта не сложно посчитать самостоятельно исходя из требуемого сопротивления теплопередаче всей стены согласно нормативам, и по условию смещения точки росы из стены в утеплитель в холодное время года (для 80% времени, за исключением пиковых морозов).

Предлагаем ознакомиться, — какую толщину утеплителя для стен выбрать, расчет толщины может быть весьма приблизительный, этого вполне достаточно.

Надежность в мокром фасаде

Фасад будет сухой, а мокрым его называют из-за процессов клейки и шпаклевки, которые связаны с намачиванием. Но эта технология дает надежный дешевый и привлекательный фасад (если постараться), ее с успехом применяют повсеместно.

Особенность — применение оштукатуренного утеплителя. Созданный штукатуркой и возможно краской слой одновременно защищает утеплитель от неблагоприятных воздействий солнца и осадков, и придает эстетический вид зданию.

Штукатурно-покрасочный слой тонкий, чаще около до 1 см толщиной, паропроницаемый с армированием стекловолоконной сеткой.

Подробное описание этой технологии можно найти при желании далее.

Потребитель, потренировавшись на тыльной стене, может создать это творение своими руками, а экономия, от этого будет внушительной, также и брака (читай щелей между листами утеплителя в первую очередь) можно избежать.

Несколько правил по утеплению наружной стены со штукатуркой

Пенопласт на стене держит клей, а не дюбеля. Основа, на которую ведется приклеивание, должна быть прочной. Старая штукатурка обдирается, стена омывается.
Стена должна быть ровной, иначе приклеить листы ровно не удастся — они не будут плотно прилегать к стене, останутся зазоры, что не допустимо, а углы плит будут возвышаться. Приемлемая кривизна стены до 2 сантиметров на 1 метре, нивелируется толщиной клея. Если неровности больше, то стену нужно ровнять прочным слоем.
Клей наносится на стену, для выравнивания неровностей, а не на утеплитель. Нанесения клея на утеплитель «пятнами» — вынужденная мера экономии на кревой стене, не гарантирующая качество и долговечность.
Не допускаются щели между листами. Все щели заделываются пенопластом (крошкой) на клею.
На высоте до 1,5 метров дюбеля можно и не применять, за исключением углов, примыканий, где ветровые нагрузки особенно большие.
Углы, откосы поверх утеплителя укрепляются уголками с сеткой. Края сверху и снизу — рейками (спрашивать в точках продаж).
Штукатурки, окраски должны быть только рекомендуемые для технологии мокрый фасад по утеплителю. Они не сопротивляются движению водяных паров, но хорошо переносят нагрев, а также отражают солнечнуюд энергию.

Можно сделать и облицовку кирпичем по особенной технологии, т.е. выполнить колодезную кладку, что придаст дому «кирпичный вид». Эту технологию и рассмотрим далее.
Также интересно Применение минераловатных материалов.

Слоистая кладка с использованием пенопласта

Выкладка лицевого кирпича потребует, скорее всего, услуг профессионального каменщика, и весьма редко она исполняется самостоятельно. Поэтому всех нюансов этой работы рассматривать не будем, остановимся на ключевых принципах.

Кладка в полкирпича очень чувствительна ко всем подвижками фундамента. В ней появляются трещины при сдвижении и вид здания теряется. В то же время растрескивания в основной стене, за счет крепости и податливости, обычно не происходит.

Поэтому слоистая кладка рекомендуется только если есть уверенность в устойчивости фундамента при морозных пучения почвы.

Варианты наружного утепления с фальш-стеной возможны с вентиляцией утеплителя или без нее.

Для обеспечения вентиляции утеплителя в фальш-стене делаются продухи-отверстия внизу и вверху, чем и обеспечивается тяга воздуха над поверхностью вверх.

В случае применения в качестве утеплителя минеральной ваты, вентиляция ее слоя всегда обязательна.

Слои стены без вентиляции

Без вентиляции должен соблюдаться принцип уменьшения паропроницаемости слоев по направлению изнутри наружу. Но, так как обеспечить с клинкерным кирпичем такое сложно, идут по другому пути. — применяют наиболее плотный по составу и не намокающий теплоизолятор.

Другой вариант — сделать утепление в колодезной кладке экструдированным пенополистиролом или пенополиуретаном. При этом произойдет разделение слоев по пару — наружный остается в своей атмосфере, а внутренний в своей.

Ознакомится с основными правилами применения пенопласта можно ЗДЕСЬ.

Для создания колодезной кладки (трехслойная стена с наружным утеплением) нужно весьма тщательно подойти к вопросу выбора строительной организации. У исполнителя должен быть богатый положительный опыт подобных работ.

Слой утеплителя приклеивается к основной стене, точно также как и при технологии «мокрый Фасад». Зазоры между основной стеной и утеплителем недопустимы.
Связи основной стены с наружной фальш-стеной выполняются только из стекловолоконных стержней. Применение металла не допустимо из-за конденсации влаги на нем с окислением.

С помощью пенопласта можно создать эффективные системы фасадного наружного утепления. Утепление снаружи – лучшее решение для дома.

Конструкция стены в три слоя весьма популярна. У таких стен отличный внешний вид, они долговечные, практичные, хорошо утеплены. Рассмотрим подробнее, как трехслойная конструкция возводится, как закладывается теплоизолятор внутри.

Внутренний слой из тяжелых материалов?

Трехслойная стена состоит из трех слоев. Первый слой (изнутри здания) несущий, рассчитывается на прочность, должен быть выполнен по проектным решениям, из крепких материалов требуемой толщины.

Этот слой не рекомендуется предусматривать из материалов имеющих низкую теплоемкость, так как понижение внутренней теплоемкости здания снижает комфортность.

Возведение этого слоя из гидрофобных (боящихся воды) материалов, например газобетона, керамзитобетона, требует особого контроля за обеспечением вентиляции или других мероприятий направленных на недопущение повышения его влажности.

Увлажнение может существенно снизить долговечность стен или даже повлечь за собой аварийную ситуацию, — нельзя допускать подобных ситуаций.

По сравнению с кирпичной кладкой легкие бетоны не дают большой экономии, особенно когда речь идет о трехслойной стене. Но проблемы могут создать существенные.

Применение кирпича

Обычный материал для внутреннего слоя – керамический кирпич. Чаще согласно проектному расчету для 1 -2 этажного здания достаточно толщины несущего слоя в 36 см, что соответствует кладке в 1,5 кирпича.

Но в соответствии с особыми мероприятиями, которые могут предусматриваться проектом, несущий слой одноэтажного здания (с мансардой) может быть выполнен и в один кирпич — до 25 см толщиной.

Наружный слой — фасадный, обычно делается из твердого облицовочного кирпича с морозоустойчивостью не ниже F50, имеющего отличный внешний вид.

Выкладка ведется обычно в пол кирпича с расшивкой швов (фигурными швами), толщина слоя 12 см. Но возможен вариант выкладки толщиной слоя и в 6 см специальным фасадным кирпичем или в ? обычного кирпича.

Связи слоев сквозь утеплитель

Между наружным и внутренними слоями трехслойной стены должны присутствовать множество механических связей. Достаточно предусмотреть гибкие связи. Жесткие из кирпича будут значительными мостиками холода, и утепление стены потеряет смысл.

Гибкие связи делаются из стекловолоконной арматуры или подобного не растягивающегося с течением времени материала. Их коэффициент теплопроводности составляет около 0,5 Вт/мС.

Для сравнения, стальная арматура такого же диаметра имела бы коэффициент теплопроводности на уровне 50 Вт/мС. Связи закладываются в швы между кирпичами на глубину в кладку 7 – 8 см.

Расстояние между связями по длине стены составляет 50 – 100 см, а по высоте обычно принимается 50 – 60 см. Чем толще слой утепления, чем больше расстояние между наружным и внутренними слоями, тем выше плотность установки связующей арматуры.

Какой утеплитель применить для трехслойной стены

Трехслойная стена является не разборной конструкцией. Замена, ремонт утеплительного слоя в ней будет крайне дорогим и проблематичным делом. Поэтому во время строительства стены нужно применить сразу же самые надежные утеплительные материалы.

Специалисты сходятся во мнении в том, что плотные минераловатные плиты лучше подходят для трудноремонтируемых конструкций длительной эксплуатации. И причин в пользу их выбора несколько.

Преимущества минеральной ваты

Качественные плиты из базальтовой ваты от известных производителей плотностью от 60 кг/м куб не растягиваются, не меняют форму со временем.
Срок службы минералов большой, фактически такой же, как и у кирпича.
Минераловатные плиты не едят грызуны, в них не селится живность, что критически важно для конструкции, которая не поддается ремонту.
Необходимо применять гидрофобизированные плиты, с водопоглощением не более 1% по объему, чтобы возможная роса не навредила утеплителю со временем.

Полистиролы, полиуретаны тоже возможный вариант, но с ними, по крайней мере, нужно принять особые меры по недопущению живности внутрь стены, что не всегда возможно, да и прекращение оттока пара через стену, хоть и небольшой, но все же шаг в не лучшую сторону по всем показателям…

Сколько потребуется утеплителя

Толщина слоя утеплителя рассчитывается исходя из нормативных требований по сопротивлению теплопередачи для данного региона. Например, сопротивление теплопередаче кирпичной стены из полнотелого кирпича составит 0,36 м / 0,7 Вт/мС = 0,51 м2С/Вт.

Для умеренного климата средней полосы сопротивление теплопередаче стены должно быть не менее 3,1 м2С/Вт.
Тогда сопротивление теплопередаче слоя утеплителя должно составить 3,1 – 0,5 = 2,6 м2С/Вт.

Толщина слоя утеплителя составит 0,04х2,7=0,1 метра. Принимаем к утеплению плиты из базальтового волокна толщиной 10 см.
Принятый к расчету их коэффициент теплопроводности на уровне 0.04 Вт/мС больше на 10 процентов, чем заявляет производитель. Здесь учитывается реальное увлажнение плиты во время эксплуатации на стене.

Выше приведен упрощенный расчет требуемой толщины утеплителя для ограждающей конструкции. Но в большинстве случаев, для частного строительства и решения бытовых вопросов утепления, точность этого расчета вполне приемлема.

Обеспечение вентиляционного зазора над утеплителем

Паропрозрачный утеплитель в трехслойной стене должен постоянно вентилироваться. Для нормальной вентиляции, беспрепятственного движения воздуха над утеплителем, величина вентиляционного зазора между слоем утепления и наружным слоем должна быть не менее 3см.

Для фиксации утеплителя и его постоянного прижатия к внутреннему слою, на межслойные связи поверх утеплителя надеваются пластиковые фиксаторы.

Внизу и вверху фасадного слоя делаются вентиляционные отверстия. Холодный воздух будет поступать к утеплителю через нижние продухи, далее, за счет нагрева от тепла поступающего сквозь утеплитель, возникнет устойчивая тяга вверх, вследствие чего утеплитель будет постоянно проветриваться. Необходимая площадь воздухоподающих отверстий не менее 40 см кв. на 10 м кв. стены. Такая же площадь и у воздухоотводящих.

Предотвращение продувки слоя

Для отдельных видов утеплителя производителем предусматривается применение супердиффузионной мембраны, роль которой предотвратить выдувку волокон утеплителя.

Если плиты нуждаются в подобной защите, значит утеплительный слой в процессе строительства должен быть накрыт такой мембраной с паропроницаемостью не ниже 1700 г/м2 сутки.

Также специалисты настоятельно рекомендуют применять ветрозащитную мембрану в системе вентилируемый фасад для предотвращения конвекционных утечек тепла из утеплителя (20% и больше) при плотности плит менее 80 кг/м куб в ветровых зонах до 5 и плотности плит 180 кг/м куб в любых ветровых зонах и для высотных зданий.

С пенополистиролом меньше проблем?

Как видим, минераловатные плиты в трехслойной стене применяются по проверенной технологии «вентилируемый фасад». Применение вдуваемого пенополиуретана или плит из экструдированного пенополистирола позволит уменьшить общую толщину стены за счет меньшей на 20 процентов толщины утеплителя (меньше коэффициент теплопроводности) и отсутствия вентиляционного зазора.

В этом случае прочные слои окажутся разделенными по пару, парообмен каждого слоя будет происходить внутри «своей» атмосферы. Но, как указывалось выше, присущие пластмассам недостатки в целом не делают их применение предпочтительным.

Остается заметить, что плиты перекрытий не должны внедряться в утеплитель и не выходить за внутренний слой стены. В процессе строительства недопустимо применить пародиффузионную мембрану низкого качества, уменьшить вентиляционный зазор, или не обеспечить вентиляционные отверстия в наружном фасадном слое.

Это часть учебного курса по "Утеплению экструдированным пенополистиролом". Полностью пройти курс можно в Академии FORUMHOUSE.

Постоянное увеличение цен на энергоносители, желание возвести комфортный и экономичный дом привело к всплеску интереса к строительству энергоэффективного жилья. Но как разобраться в море утеплителей, ведь у каждого из них есть свои особенности? Экструзионный пенополистирол — материал, неизменно набирающий обороты на рынке утепления, и в этой статье при помощи специалистов мы поможем разобраться, как сделать расчёты при утеплении этим материалом.

Экструзионный пенополистирол (XPS) — это эффективный полимерный теплоизоляционный материал, изготавливаемый методом экструзии из полистирола с добавлением газообразного порообразователя и технологических добавок.

Итак, мы рассмотрим:

Базовые принципы энергоэффективного (энергопассивного) строительства.
Расчёты необходимой толщины экструзионного пенополистирола (XPS).
«Дышащие» стены — миф или реальность.
Какие инженерные системы нужны энергоэффективному дому.

Энергоэффективность: базовые принципы

У обычного, неподготовленного застройщика при упоминании словосочетания «энергоэффективное жилище» в голове возникает образ коттеджа премиального класса, требующего значительных вложений. Отсюда — нежелание вкладываться в строительство хорошо утеплённого и энергоэффективного дома.

Практика говорит об обратном. Если обобщить опыт, то можно сказать, что строительство энергоэффективного дома увеличивает смету строительства на 15-20%. При этом эксплуатация такого жилища, в среднем, обходится на 50-75% дешевле в сравнении с традиционным строительством.

Если построить энергоэффективный дом, то экономия вложенных в его строительство средств начинается уже в первый отопительный сезон.

Отопительный сезон (в зависимости от климатической зоны) в нашей стране, в среднем, длится от 6 до 8 месяцев. Стоимость эксплуатации жилища в долгосрочной перспективе — ключевой фактор, влияющий на решение построить энергоэффективный, а главное — экономичный дом.

Чтобы разобраться в базовых принципах строительства энергоэффективного дома, надо понять, на что в доме тратится энергия.

Основные потребители энергии — электроприборы, система ГВС и система отопления. Т.к. на территории нашей страны превалирует холодный климат, то львиная доля расходов (до 70%) в стандартном доме, с большими теплопотерями, уходит на отопление.

Энергоэффективный дом — это строение, в котором все энергопотери и уровень энергопотребления снижены примерно на 30-70% от уровня потребления в обычном доме.

Основные источники теплопотерь в здании — пол, стены, окна, двери, кровля и система вентиляции.

Базовый принцип строительства энергоэффективного здания заключается в минимизации всех теплопотерь через ограждающие конструкции. Для этого возводится замкнутый и герметичный теплоизоляционный контур и устраняются все «мостики холода».

«Мостик холода» — это конструкционная часть здания (бетонные перемычки, стыки в стенах и т.д.), через которые, из-за низкого термического сопротивления этого узла или материала, происходят теплопотери.

Для наглядности процентное соотношение теплопотерь представлено на следующем рисунке.

Об энергоэффективности дома можно судить по коэффициенту сезонного использования тепловой энергии – Е.

В европейских странах для определения класса энергоэффективности дома используется коэффициент ЕР. За отправную точку берётся ЕР = 1 и энергетический класс D, т.е. стандартный.

Основная задача по дополнительной теплоизоляции здания — повышение энергоэффективности и, как следствие, снижение затрат на отопление. Это приводит к экономии средств и снижению стоимости владения домом в долгосрочной перспективе.

Как выбрать утеплитель и рассчитать его толщину

Разобравшись в базовых характеристиках энергоэффективного дома, можно перейти к определению оптимальной толщины утеплителя. Судя по запросам на портале, это один из лидирующих вопросов среди наших пользователей при строительстве тёплого и комфортного дома.

У меня построен дом в Минске из силикатного кирпича. Толщина стены - 0.5 метра. Если температура на улице падает до - 25°C, то дом остывает до 14-15°C. Дом построен ещё в начале 90-х годов. Судя по кладке, дом строили с нарушениями технологии, даже раствор не везде был положен. Затем я дом достроил и отштукатурил. Теперь хочу его утеплить. Думаю взять утеплитель толщиной в 100 мм. Строители же говорят, что и 50 мм хватит. Как правильно рассчитать необходимую мне толщину утепления?

Как уже говорилось выше, теплопотери через стены составляют около 20% от всех теплопотерь. Поэтому, чтобы утеплить дом, нужен качественный и долговечный утеплитель, который со временем не потеряет своих свойств. Чтобы его выбрать, нужно понять, какими качествами он должен обладать.

Эффективный утеплитель – это теплоизоляционный материал, который, обладая малой толщиной, повышает сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (обозначается R), т.е. препятствует переносу тепла из помещения с более высокой температурой (из комнаты) во внешнюю среду с более низкой температурой (на улицу).

Коэффициент (R) измеряется разностью температур в градусах Цельсия (или в Кельвинах), необходимой, чтобы перенести 1 Вт тепла через 1 кв.м. площади, если разность температур по обе стороны составляет 1°С. Единица измерения R — (м²*°С)/Вт.

Отталкиваясь от этого определения, мы переходим к теплопроводности, т.к. это — основная характеристика утеплителя. Коэффициент теплопроводности выражается в способности материала проводить тепло от более нагретой части к менее нагретой. Рассмотрим этот параметр более подробно.

Любой материал пропускает через себя тепловую энергию. Хороший пример – дерево и сталь. Если нагреть эти два материала, то сталь, из-за высокой теплопроводности, быстро нагреется, в то время как дерево, из-за более низкого коэффициента, останется тёплым. Для наглядности этого процесса представим себе сковородку с деревянной ручкой, поставленную на газовую плиту.

Идём далее. Коэффициент теплопроводности обозначается как λ. У каждого строительного материала – свой коэффициент теплопроводности. Этот коэффициент определяет количество тепловой энергии, проходящей за 1 секунду через 1 кв. м площади материала при разнице температуры в 1°С. λ измеряется — Вт/(м*°С).

Чем меньше коэффициент теплопроводности — (λ), тем меньше теплопередача, т.е. выше термическое сопротивление конструкции — (R). Это напрямую влияет на теплоизоляционные качества ограждающей конструкции.

Зная нормы по теплосопротивлению (R) для разных регионов России (в зависимости от климатической зоны) и коэффициент теплопроводности материала (λ), используемого при возведении стен, можно высчитать необходимую толщину утеплителя.

Таблица. Нормируемое тепловое сопротивление стен.

Примечание: для перекрытий и покрытий нормируемое тепловое сопротивление имеет другие значения. По нормам СП 50.13330 «Тепловая защита зданий» расчёт требуется делать для температуры + 20 °С. (В зимний период в жилых помещениях температура должна поддерживаться на уровне 18…22 °С).

Пример расчёта утепления дома экструзионным пенополистиролом (XPS)

Пол и перекрытия.
Фундаменты и цокольные этажи.
Кровли.

Зная, какие материалы применяются в конструкции стены, можно рассчитать её термическое сопротивление и соответствие нормам.

Например, возьмём стену, сложенную из полнотелого кирпича толщиной в 0.3 метра. По нормативам термическое сопротивление для стен в Московском регионе должно быть: R — 3.065 (м²*°С)/Вт. Отсюда, по формуле находим фактическое сопротивление теплопередачи кирпичной кладки.

d — толщина материала;

λ — коэффициент теплопроводности материала.

Rф = 0.3/0.81= 0.37 (м²*°С)/Вт

Отталкиваясь от этого значения, определяем разницу между нормативным и фактическим сопротивлением теплопередачи (Rт):

Rт = Rн – Rф = 3.065 - 0.37 = 2.69 (м²*°С)/Вт

Теперь находим необходимую нам толщину утеплителя, которая компенсирует эту разницу. Расчётный коэффициент теплопроводности экструзионного пенополистирола (XPS) - 0.03 Вт/(м*°С). Ставим его в следующую формулу:

d — толщина утеплителя;

Rт — сопротивление теплопередаче;

λ — коэффициент теплопроводности утеплителя.

d = Rт * λ = 2.69 * 0.03 = 0.08 м

Переводим в см, округляем в большую сторону (с учетом кратности толщины выпускаемой теплоизоляции 10 мм) и получаем – 8 см.

Вывод: для приведения значения теплосопротивления кирпичной стены до нормируемого необходимо снаружи стены смонтировать слой экструзионного пенополистирола (XPS) толщиной в 80 мм.

В долговременном периоде эксплуатации здания следует учитывать, что XPS не накапливает влагу, а значит, не теряет своих теплоизоляционных характеристик.

Используя этот упрощённый алгоритм, можно самостоятельно рассчитать необходимую толщину утеплителя. Если конструкция стены состоит из нескольких слоёв, например – штукатурка-газобетон-теплоизоляция-облицовочный кирпич и т.д., то для расчёта и получения общего значения теплосопротивления стены (R) нужно сложить показатели каждого слоя.

Таким образом, тонкий слой утеплителя позволяет достичь требуемого норматива по теплосопротивлению ограждающих конструкций (R). А при утеплении изнутри, за счёт применения эффективного утепления, мы можем уменьшить общую толщину наращиваемой конструкции стены, при этом не «съедая» внутреннюю полезную площадь дома.

Инженерные системы энергоэффективного дома

Главный принцип строительства энергоэффективного дома — это сооружение герметичной (замкнутой), воздухонепроницаемой оболочки внутри здания. Т.е. — строительство своего рода дома-термоса, в котором всё тепло сохраняется и не выводится наружу за счет теплопереноса, который возможен при миграции воздушных масс в так называемых «дышащих стенах». Таким образом, предвидя вопрос застройщиков, можно сразу сказать, что т.н. «дыхание стен», т.е. воздухообмен, между внутренней и наружной средой, который якобы обеспечивает здоровый микроклимат в доме — миф! Несущие конструкции не должны «дышать» и пропускать воздух, они должны сохранять наше тепло внутри. За «дыхание дома» (удаление отработанного и поступление свежего воздуха) должны отвечать соответствующие системы.

Виниловые обои, слой штукатурки, ламинат, клинкерный кирпич и прочие отделочные материалы, даже простая масляная краска — уже сами по себе являются хорошими слоями, обеспечивающими герметичность системы. Поддерживать микроклимат в доме и обеспечивать приток свежего воздуха должна вентиляции, которую, к сожалению, забывают закладывать в проекты. Ведь от качества воздуха и скорости воздухообмена зависит самочувствие человека и уровень комфорта в доме. В коттедже с правильно смонтированной вентиляцией легко дышится.

Современные стандарты регламентируют: весь объём воздуха в жилом помещении должен полностью обновляться один раз за 60 мин.

Здесь кроется «подводный камень». Потери тепла через неэффективную систему вентиляции могут составлять свыше 30%. Т.е. — обеспечивая приток необходимого нам объёма воздуха зимой, мы «выбрасываем» наружу тепло и тратим дополнительную энергию на нагрев вновь поступившего воздуха.

Как поступить? Чтобы не сокращать объём поступающего воздуха, монтируем систему, которая станет подогревать холодный уличный воздух за счет отработанного воздуха, удаляемого из помещений. Эта система называется рекуператор, и она является одним из возможных вариантов устройства системы вентиляции в энергоэффективном доме.

Рекуператор – это устройство, где за счёт теплообмена осуществляется передача тепла от исходящего нагретого воздуха холодному входящему потоку. За счёт этого уменьшаются теплопотери и снижаются затраты на отопление.

Читайте также: