Розрахунок товщини утеплювача для фасаду будівлі: методи, розрахунки й важливі аспекти

Причини утеплення фасадної частини будинків полягають у необхідності економії енергії, що особливо важливо у зимовий період, коли працює система опалення. Адже зовнішні стіни здатні «випускати» близько 30-40% теплого повітря, яке має затримуватись усередині будівлі. Те саме відбувається і в літній період, коли власники не можуть заощаджувати на кондиціонуванні. Це і є основні причини утеплення.

До списку додаткових причин відноситься необхідність захисту зовнішніх стін від грибка та плісняви, у створенні допоміжного звукоізоляційного шару.

Коефіцієнти теплоефективності

Для визначення товщини теплоізоляційного матеріалу в Україні з 2021 року діє нормативний документ – ДБН «Теплоізоляція та енергоефективність будівель ДБН 2.6-31:2021». У цьому документі вказані всі узгоджені норми та правила, які допоможуть будівельникам розібратися з особливостями утеплення даху, зовнішніх стін.

При цьому варто врахувати наступні важливі коефіцієнти теплової ефективності:

• Теплопровідність. Використовують коефіцієнт теплоізоляції λ, Вт/мК. Посилаючись цей показник, можна отримати інформацію про властивості різних матеріалів, які залежать від обраної товщини. При цьому варто врахувати важливе правило: чим нижче показник λ, тим менше матеріал проводить тепло. Це означає, що вдасться досягти високого ступеня теплоізоляції.
• Теплопередача. Використовують коефіцієнт U, Вт/м²К. В результаті вдасться оцінити рівень теплоізоляційного шару, відштовхуючись від товщини матеріалу. В даному випадку діє правило: чим нижчий показник U, тим більший рівень теплоізоляції стіни/шару утеплювача.
• Опір передачі тепла. Використовують коефіцієнт R, м²К/Вт. Його значення пропорційне коефіцієнту теплопередачі. Представлене значення застосовують і для визначення теплоізоляційного рівня обраного матеріалу, не забуваючи про товщину (L, м). У результаті «працює» наступне правило: чим вище показник R, тим більші теплоізоляційні властивості. Для визначення цього коефіцієнта рекомендується скористатися наступною формулою: R = 1/U = L/λ.

В Україні наголошують на нормуванні опору передачі тепла (R), а тому українські стандарти відрізняються від сучасних європейських.

Кліматичні зони в Україні: їх вплив на розрахунок товщини матеріалу

Враховуючи температурні показники у різні сезони, рівень вологості, погодні умови та кількість атмосферних опадів у різних регіонах України, виділяють два основні кліматичні пояси. Посилаючись на особливості кожної зони відбувається грамотний розрахунок оптимальної товщини матеріалу. У цьому випадку варто пам’ятати, що товщина теплоізоляції залежить від коефіцієнта R – опір теплопередачі.

Для проведення розрахунків використовують наступну формулу:

R = (товщину стін будівлі в метрах)/(коефіцієнт теплоізоляції вибраного матеріалу).

Для певної кліматичної зони виділяють окреме Rq min – мінімальне значення опору теплопередачі.

Таблиця 1. Мінімальне значення опору теплопередачі у житлових, громадських будівлях:

Точка роси: особливості, місцезнаходження

Точка роси може бути в різних ділянках, шарах стінового пирога. Під цим явищем розглядають процес «зустрічі» пари з температурою зовнішнього повітря, тому утворюється конденсат.

Місцезнаходження залежить від двох основних факторів:

1. Рівень вологості – чим нижчі показники вологості всередині будівлі, тим точка роси буде нижчою порівняно з температурою повітря в кімнаті.
2. Температура появи конденсату. У цьому випадку розглядають товщину ізоляційного матеріалу, особливості будови несучої стіни, яка буває двох типів – мокрою або сухою.

Насправді доведено, що з підвищенням рівня вологості у кімнаті підвищується й точка роси. В результаті її показники будуть наближеними до температури усередині будинку. Наприклад, при відносній вологості 100% точка роси буде відповідати температурі в будівлі.

При цьому положення точки роси в шарах стінового пирога може змінюватись і залежить від:

• Рівня вологості – зовні та всередині будинку.
• Температури – зовні та всередині будинку.
• Товщині, ступеня щільності матеріалів, з яких були побудовані стіни.

Про це варто пам’ятати під час ретельного підбору типу, товщини утеплювальних матеріалів.

Розрахунок товщини матеріалу: які методи використовують?

Існують різні методи правильного розрахунку оптимальної товщини матеріалу для утеплення фасадної частини будинків. Щоб спростити та прискорити процес розрахунків, використовують спеціальний калькулятор. Використовувати цей калькулятор можна, якщо вже були отримані наступні параметри:

• Товщина стін конкретної будівлі у мм.

• Матеріал, взятий за основу в процесі будівництва стін.
• Значення Rq min, м2*К/Вт, відштовхуючись від обраної кліматичної зони.
• Матеріал для утеплення фасаду, який планується використовувати (вибираємо із представленого списку).

Через отриманий результат процес розрахунку відбувається у найкоротші терміни, дозволяючи клієнту отримати необхідну інформацію.

Формула для розрахунку

Для визначення мінімальної товщини утеплювального матеріалу застосовують вже давно перевірену та вибрану формулу: R = δ/λ.

При цьому важливо розібратися, що означає кожен із коефіцієнтів, який використовується:

• R – загальне значення термічного опору шарів (вказано в м2 – ° С/Вт);
• δ – товщина певного виду матеріалу для теплоізоляції (зазначена в м);
• λ – коефіцієнт теплопровідності матеріалу, який розраховують, посилаючись на умови експлуатації огороджувальної конструкції (зазначений Вт/(м-°С).

Виконуючи розрахунки, не варто ігнорувати й термічний опір, характерний для всіх видів матеріалів з урахуванням кожного з шарів.

Розрахунок товщини утеплювача: покроковий алгоритм дій

Для виконання всіх запланованих робіт в точно встановлені терміни не обійтися без обов’язкового дотримання конкретної послідовності дій.

Умовно весь процес можна поділити на 5 основних етапів:

1. Вибір кліматичної зони, в якій знаходиться конкретний будинок.
2. Вибір утеплювача – який матеріал потрібно та можна використовувати при якісній теплоізоляції.
3. Розрахунок оптимальної товщини обраного матеріалу, скориставшись вищезгаданою формулою.
4. Перевірка максимально можливого навантаження, з яким впорається фасадна частина будинку.
5. Перевірка точки роси – пошук її місцезнаходження.

Дізнатися більше цікавої та детальної інформації про правильне виконання процедури розрахунку можна на відео: https://www.youtube.com/watch?v=BEAXG_0mZP4.

Приклад розрахунку: використовуємо формулу + таблицю

Насамперед необхідно ознайомитися з актуальною таблицею товщини шару утеплювального матеріалу, посилаючись на КТП (коефіцієнт теплопровідності):

Таблиця 2. Теплопровідність різних будматеріалів.

Визначаємо коефіцієнт R термічності для стінового пирога

Визначення коефіцієнта відбувається на прикладі ІІ кліматичної зони, характерної для південної частини України. З Таблиці.1 вибираємо значення Rq min, м2 * К/Вт для зовнішніх стін – 3,5. У цьому разі розглядаємо стіни з газобетону.

Таким чином, отримуємо наступну додаткову інформацію з таблиць:

• щільність складає 600 г/м3;
• товщина матеріалу 30 см;
• КТП відповідає 0,26 Вт/(м*К);
• R відповідає 0,26 Вт/(м*К).

Посилаючись на отримані дані, проводимо розрахунок:

R = 0.3 m/0,26 Вт/(м * K) = 1,15 q min, м2 * К/Вт

Наступний крок полягає у визначенні R для шару пінопласту.

У Таблиці.2 зазначено, що пінополістирол EPS-90 (ПСБ-С35) товщиною 100 мм має КТП 0,039 Вт/(м*K), тому розрахунок виглядає наступним чином:

R = 0.1 m/0,039 Вт/(м * K) = 2,56 q min, м2 * К/Вт

Обидва результати порівнюємо та перевіряємо дані в Таблиці.1:

R q min, м2*К/Вт = 1,15 q min, м2*К/Вт (Газо-піно-бетон (піносилікат)) + 2,56 q min, м2*К/Вт (Пінополістирол EPS-90 (ПСБ) -С35)).

Наш остаточний результат: R = 3,71 q min, м2 * К/Вт.

Згідно з результатами Таблиці.1, для південного регіону характерне значення 3,5. Таким чином, пиріг стіновий R = 3,71 q min, м2*К/Вт відповідає списку вимог, зазначених у ДБН В.2.6-31:2021.

Виходячи з цього прикладу, можна провести розрахунки й для I кліматичної зони України, де представлена більшість всіх регіонів. За основу вибираємо спінений полістирол завтовшки 150 мм з однаковими показниками щільності. З Таблиці.2 отримуємо значення 0,05 Вт/(м*К).

R = 0.15 m/0,05 Вт / (м * K) = 3 q min, м2 * К/Вт

Підсумовуємо обидва значення R для стінового пирога:

R q min, м2*К/Вт = 1,15 q min, м2*К/Вт (Газо-піно-бетон (піносилікат)) + 3 q min, м2*К/Вт (Пінополістирол EPS-90 (ПСБ-С35) ))

Отримуємо результат коефіцієнта:

R = 4,15 q min, м2 * К/Вт

Усі одержані результати також відповідають зазначеним вимогам, прописаним у ДБН В.2.6-31:2021.

При створенні проекту для теплоізоляційних шарів житлових будинків необхідно завжди враховувати особливості використовуваних матеріалів. Усі обрані матеріали (ДБН В.1.2-8.) їх терміни та умови експлуатації (ДСТУ Б В.2.7-182) повинні відповідати правилам та вимогам, прописаним нормам. Крім того, теплоізоляційні матеріали повинні бути пожежобезпечними, відповідно до вимог ДБН В.1.1-7 та ДБН В.2.6-33.

Для отримання більш детальної інформації щодо всіх чинних норм достатньо перейти за посиланням: https://termopaneli.com.ua/uploads/DBN-V_2_6-31-2021.pdf.

Особливості утеплення будинків: кам’яних, цегляних, газобетонних, з керамічних блоків

Всі особливості утеплення даного виду будинків заслуговують на окрему увагу, оскільки вони мають прямий вплив на подальші комфортні умови проживання. В результаті можна дізнатися про основні помилки, наслідки, а також вивчити список матеріалів, що забезпечують високий рівень ізоляції, захисту від сонячних променів. Вдасться визначитися з необхідністю дотримуватись сучасних стандартів енергоефективності з урахуванням діючих ДБН.

Наприклад, для суттєвого покращення теплоізоляційних властивостей, запобігання утворенню конденсату рекомендується скористатися теплою штукатуркою. Такий варіант є особливо актуальним для кам’яних будинків. При цьому не варто ігнорувати сучасні вимоги щодо цього, прописані у ДБН.

Пам’ятайте, що правильно підібраний теплоізоляційний шар – це не тільки про енергоефективність будівлі, але й про її вартість у разі продажу. Вологі фасади «не терплять» застосування штукатурки, мінеральної вати, що сприяють утворенню мікротріщин, а тому варто вибирати відповідні матеріали з перспективою на майбутнє.

Для якісної ізоляції та одночасної вентиляції стін варто звернути увагу на пінополістирол. В результаті стіни «дихатимуть», а значить у житлових приміщеннях виключена ймовірність утворення конденсату.

Багато європейських країн активно застосовують щільну піноізоляцію, але для теплих газоблоків цей варіант далеко не завжди підходить. Все залежить від конкретної кліматичної зони. В іншому випадку високі ризики утворення плісняви, появи грибка. Тому перед використанням цього варіанта слід зробити попередні розрахунки.

З метою отримання якісного ступеня ізоляції слід віддати перевагу пінопласту з високими показниками щільності. Враховуючи всі особливості та нюанси, вдасться досягти поставленої мети, зберігаючи оптимальну енергоефективність.

Утеплення фасадної частини будинку із застосуванням термопанелей від Роял Фасад

Роял Фасад – українська компанія, яка спеціалізується на виготовленні унікальних термопанелей, що дозволяють виконати акуратне оздоблення та додаткове утеплення фасадів будь-яких будівель. Додатково клієнти компанії одержують необхідну консультацію від фахівців, які проводять теплотехнічний розрахунок утеплювача, допомагаючи визначитися з конкретним видом матеріалу.

Таким чином, кожен власник будинку отримує не лише доглянутий фасад певного кольору та типу, але й також отримує гарантії захисту зовнішніх стін від негативного впливу ззовні. При цьому привабливий вигляд фасаду зберігається протягом тривалого часу.

Рекомендуємо швидкий і надійний спосіб розрахувати теплотехнічні характеристики вашої будівлі згідно з українськими нормами. CadEE.pro – онлайн калькулятор для розрахунку теплотехнічних характеристик огороджуючих конструкцій та енергоефективності будівель з врахуванням усіх норм та стандартів України.