Расчет толщины утеплителя для фасада здания: методы, расчеты и важные аспекты

Причины утепления фасадной части домов заключаются в необходимости экономии энергии, что особенно важно в зимний период, когда работает система отопления. Ведь внешние стены способны «выпускать» около 30-40% теплого воздуха, который должен задерживаться внутри здания. То же самое происходит и в летний период, когда владельцы не могут экономить на кондиционировании. Это и есть основные причины утепления.

К списку дополнительных причин относится необходимость защиты наружных стен от грибка и плесени, в создании вспомогательного звукоизоляционного слоя.

Коэффициенты теплоэффективности

Для определения толщины теплоизоляционного материала в Украине с 2021 года действует нормативный документ — ДБН «Теплоизоляция и энергоэффективность зданий ДБН 2.6-31:2021». В этом документе указаны все согласованные нормы и правила, которые помогут строителям разобраться с особенностями утепления крыши, наружных стен.

При этом стоит учесть следующие важные коэффициенты тепловой эффективности:

• Теплопроводность. Используют коэффициент теплоизоляции λ, Вт/мК. Ссылаясь на этот показатель, можно получить информацию о свойствах разных материалов, которые зависят от выбранной толщины. При этом стоит учесть важное правило: чем ниже показатель λ, тем меньше материал проводит тепло. Это значит, что удастся достичь высокой степени теплоизоляции.
• Теплопередача теплоносителя. Используют коэффициент U, Вт/м²К. В результате удастся оценить уровень теплоизоляционного слоя, отталкиваясь от толщины материала. В данном случае действует правило: чем ниже показатель U, тем больший уровень теплоизоляции стены/слоя утеплителя.
• Сопротивление передаче тепла. Используют коэффициент R, м²К/Вт. Его значение пропорционально коэффициенту теплопередачи. Представленное значение применяют и для определения теплоизоляционного уровня выбранного материала, не забывая о толщине (L, м). В результате «работает» следующее правило: чем выше показатель R, тем больше теплоизоляционные свойства. Для определения этого коэффициента рекомендуется воспользоваться следующей формулой: R = 1/U = L/λ.

В Украине делают акцент на нормировании сопротивления передачи тепла (R), а потому украинские стандарты отличаются от современных европейских.

Климатические зоны в Украине: их влияние на расчет толщины материала

Учитывая температурные показатели в разные сезоны, уровень влажности, погодные условия и количество атмосферных осадков в разных регионах Украины, выделяют два основных климатических пояса. Ссылаясь на особенности каждой зоны происходит грамотный расчет оптимальной толщины материала. В этом случае стоит помнить, что толщина теплоизоляции зависит от коэффициента R — сопротивление теплопередаче.

Для проведения расчетов используют следующую формулу:

R = (толщину стен здания в метрах)/(коэффициент теплоизоляции выбранного материала).

Для определенной климатической зоны выделяют отдельное Rq min — минимальное значение сопротивления теплопередаче.

Таблица 1. Минимальное значение сопротивления теплопередаче в жилых, общественных зданиях:

Точка росы: особенности, местонахождение

Точка росы может быть в разных участках, слоях стенового пирога. Под этим явлением рассматривают процесс «встречи» пара с температурой наружного воздуха, поэтому образуется конденсат.

Местонахождение зависит от двух основных факторов:

1. Уровень влажности — чем ниже показатели влажности внутри здания, тем точка росы будет ниже по сравнению с температурой воздуха в комнате.
2. Температура появления конденсата. В этом случае рассматривают толщину изоляционного материала, особенности строения несущей стены, которая бывает двух типов — мокрой или сухой.

На самом деле доказано, что с повышением уровня влажности в комнате повышается и точка росы. В результате ее показатели будут приближенными к температуре внутри дома. Например, при относительной влажности 100% точка росы будет соответствовать температуре в здании.

При этом положение точки росы в слоях стенового пирога может варьироваться и зависит от:

• Уровня влажности — снаружи и внутри дома.
• Температуры — снаружи и внутри дома.
• Толщине, степени плотности материалов, из которых были построены стены.

Об этом стоит помнить во время тщательного подбора типа, толщины утеплительных материалов.

Расчет толщины материала: какие методы используют?

Существуют различные методы правильного расчета оптимальной толщины материала для утепления фасадной части домов. Чтобы упростить и ускорить процесс расчетов, используют специальный калькулятор. Использовать этот калькулятор можно, если уже были получены следующие параметры:

• Толщина стен конкретного здания в мм.
• Материал, взятый за основу в процессе строительства стен.
• Значение Rq min, м2*К/Вт, отталкиваясь от выбранной климатической зоны.
• Материал для утепления фасада, который планируется использовать (выбираем из представленного списка).

Из-за полученного результата процесс расчета происходит в кратчайшие сроки, позволяя клиенту получить необходимую информацию.

Формула для расчета

Для определения минимальной толщины утеплительного материала применяют уже давно проверенную и выбранную формулу: R = δ/λ.

При этом важно разобраться, что означает каждый из используемых коэффициентов:

• R — общее значение термического сопротивления слоев (указано в м2 — ° С/Вт);
• δ — толщина определенного вида материала для теплоизоляции (указана в м);
• λ — коэффициент теплопроводности материала, который рассчитывают, ссылаясь на условия эксплуатации ограждающей конструкции (указан Вт/(м-°С).

Выполняя расчеты, не стоит игнорировать и термическое сопротивление, характерное для всех видов материалов с учетом каждого из слоев.

Расчет толщины утеплителя: пошаговый алгоритм действий

Для выполнения всех запланированных работ в точно установленные сроки не обойтись без обязательного соблюдения конкретной последовательности действий.

Условно весь процесс можно поделить на 5 основных этапов:

1. Выбор климатической зоны, в которой находится конкретный дом.
2. Выбор утеплителя — какой материал нужно и можно использовать при качественной теплоизоляции.
3. Расчет оптимальной толщины выбранного материала, воспользовавшись вышеупомянутой формулой.
4. Проверка максимально возможной нагрузки, с которой справится фасадная часть дома.
5. Проверка точки росы — поиск ее местонахождения.

Узнать больше интересной и детальной информации о правильном выполнении процедуры расчета можно на видео: https://www.youtube.com/watch?v=BEAXG_0mZP4.

Пример расчета: используем формулу + таблицу

Первым делом необходимо ознакомиться с актуальной таблицей толщины слоя утеплительного материала, ссылаясь на КТП (коэффициент теплопроводности):

Таблица 2. Теплопроводность различных стройматериалов.

Определяем коэффициент R термичности для стенового пирога

Определение коэффициента происходит на примере ІІ климатической зоны, характерной для южной части Украины. Из Таблицы.1 выбираем значение Rq min, м2*К/Вт для наружных стен — 3,5. В данном случае рассматриваем стены из газобетона.

Таким образом, получаем следующую дополнительную информацию из таблиц:

• плотность составляет 600 г/м3;
• толщина материала 30 см;
• КТП соответствует 0,26 Вт/(м*К);
• R соответствует 0,26 Вт/(м*К).

Ссылаясь на полученные данные, проводим расчет:

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

Следующий шаг заключается в определении R для слоя пенопласта.

В Таблице.2 указано, что пенополистирол EPS-90 (ПСБ-С35) толщиной 100 мм имеет КТП 0,039 Вт/(м*K), поэтому расчет выглядит следующим образом:

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

Оба результата сравниваем и проверяем данные в Таблице.1:

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

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

Согласно результатам Таблицы.1, для южного региона характерно значение 3,5. Таким образом, пирог стеновой R = 3,71 q min, м2*К/Вт соответствует списку требований, указанных в ДБН В.2.6-31:2021.

Исходя из этого примера, можно провести расчеты и для I климатической зоны Украины, где представлено большинство всех регионов. За основу выбираем вспененный полистирол толщиной 150 мм с одинаковыми показателями плотности. Из Таблицы.2 получаем значение 0,05 Вт/(м*К).

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

Суммируем оба значения R для стенового пирога:

R q min, м2*К/Вт = 1,15 q min, м2*К/Вт (Газо-пено-бетон (пеносиликат)) + 3 q min, м2*К/Вт (Пенополистирол EPS-90 (ПСБ-С35))

Получаем результат коэффициента:

R = 4,15 q min, м2 * К/Вт

Все полученные результаты также соответствуют указанным требованиям, прописанным в ДБН В.2.6-31:2021.

При создании проекта для теплоизоляционных слоев жилых домов необходимо всегда учитывать особенности используемых материалов. Все выбранные материалы (ДБН В.1.2-8.) их сроки и условия эксплуатации (ДСТУ Б В.2.7-182) должны соответствовать правилам и требованиям, прописанным нормам. Кроме того, теплоизоляционные материалы должны быть пожаробезопасными, в соответствии с требованиями ДБН В.1.1-7 и ДБН В.2.6-33.

Для получения более подробной информации по всем действующим нормам достаточно перейти по ссылке: https://termopaneli.com.ua/uploads/DBN-V_2_6-31-2021.pdf.

Особенности утепления домов: каменных, кирпичных, газобетонных, из керамических блоков

Все особенности утепления данного вида домов заслуживают отдельного внимания, поскольку они имеют прямое влияние на дальнейшие комфортные условия проживания. В результате можно узнать об основных ошибках, последствиях, а также изучить список материалов, обеспечивающих высокий уровень изоляции, защиты от солнечных лучей. Удастся определиться с необходимостью придерживаться современных стандартов энергоэффективности с учетом действующих ДБН.

Например, для существенного улучшения теплоизоляционных свойств, предотвращения образования конденсата рекомендуется воспользоваться теплой штукатуркой. Такой вариант особенно актуален для каменных домов. При этом не стоит игнорировать современные требования по этому поводу, прописанные в ДБН.

Помните, что правильно подобранный теплоизоляционный слой — это не только об энергоэффективности здания, но и о его стоимости в случае продажи. Влажные фасады «не терпят» применения штукатурки, минеральной ваты, способствующих образованию микротрещин, а потому стоит выбирать соответствующие материалы с перспективой на будущее.

Для качественной изоляции и одновременной вентиляции стен стоит обратить внимание на пенополистирол. В результате стены будут «дышать», а значит в жилых помещениях исключена вероятность образования конденсата.

Многие европейские страны активно применяют плотную пеноизоляцию, но для теплых газоблоков этот вариант далеко не всегда подходит. Все зависит от конкретной климатической зоны. В противном случае высоки риски образования плесени, появления грибка. Поэтому перед использованием этого варианта следует сделать предварительные расчеты.

С целью получения качественной степени изоляции следует отдать предпочтение пенопласту с высокими показателями плотности. Учитывая все особенности и нюансы, удастся достичь поставленной цели, сохраняя оптимальную энергоэффективность.

Утепление фасадной части дома с применением термопанелей от Роял Фасад

Роял Фасад — украинская компания, которая специализируется на изготовлении уникальных термопанелей, позволяющих выполнить аккуратную отделку и дополнительное утепление фасадов любых зданий. Дополнительно клиенты компании получают необходимую консультацию от специалистов, которые проводят теплотехнический расчет утеплителя, помогая определиться с конкретным видом материала.

Таким образом, каждый владелец дома получает не только ухоженный фасад определенного цвета и типа, но также получает гарантии защиты внешних стен от негативного воздействия извне. При этом привлекательный вид фасада сохраняется в течение длительного времени.

Рекомендуем быстрый и надежный способ рассчитать теплотехнические характеристики вашего здания согласно украинским нормам. CadEE.pro — онлайн калькулятор для расчета теплотехнических характеристик ограждающих конструкций и энергоэффективности зданий с учетом всех норм и стандартов Украины.