Теплоизоляция дома

Для того что бы в своём доме было прохладно летом, и тепло зимой, должна быть теплоизоляция. Это аксиома. Каждый знает, что нужна теплоизоляция дома, но, вот какие материалы лучше применить?

Здесь возможны различные варианты. Но чтобы сделать правильный выбор, следует знать кое-что из курса теплофизики. Это поможет понять, как "работает" теплоизоляция и, соответственно, понять, какой утеплитель будет эффективнее. Именно понять, а не принять на веру, опираясь на математические расчеты и формулы.

Теплоизоляция стен дома

Для начала следует знать, что каждый строительный материал характеризуется таким показателем, как сопротивление теплопередачи. Оно обозначается как R, измеряется в м2•ºС/Вт. Рассчитывается по формуле: R = δ / λ, где δ – толщина слоя, λ – коэффициент теплопроводности Вт/(м°С). Коэффициенты теплопроводности являются табличными значениями, т.е. они известны.

Но стену дома не делают только из бетона или кирпича. В ограждающих конструкциях зданий всегда нескольких слоёв из различных стройматериалов.

Например, в стене чередуются: кирпичная кладка, утеплитель, кирпичная кладка, штукатурка. Либо бетон вместо кирпича. Либо на здание снаружи крепятся декоративные панели, – для красоты и защиты утеплителя, монтируемого на фасад. Либо для облицовки применяются изделия, где объединяются воедино утеплитель и декоративная панель. И т.д. вариантов не счесть.

Сопротивление стены теплопередаче

Общее сопротивление стены теплопередаче дома Ro рассчитывается, как сумма сопротивления передачи каждого слоя материала в данной строительной конструкции. Иными словами, если стена состоит из кирпича, утеплителя и штукатурки, то следует посчитать сопротивление теплопередачи каждого слоя по отдельности, а затем сложить. Причём, для каждого материала известно значение коэффициента теплопроводности λ.

Очевидно (см. формулу выше), что, если используем материал с большим λ, то и толщина слоя должна быть большой. Тогда, казалось бы, следует применять только материалы с малым λ. Это позволит получить большое значение сопротивления теплопередачи при малой толщине стены. Но материалы с малым λ – непрочные. Они хорошо греют, но не выдерживают нагрузок. А материалы с большим λ – наоборот, - жесткие и прочные, но плохо удерживают тепло. Поэтому при строительстве их чередуют: несущая стена из кирпича плюс легкий пенопласт и т.д.

Но для создания жесткой и прочной конструкции вполне достаточно стены в полтора кирпича. Тогда вопрос в том, какой толщины должен быть слой этого материала, чтобы обеспечить нужное для стены сопротивление теплопередачи?

Требуемое сопротивление теплопередаче

И вот здесь важно знать, что в России утверждены нормативы для сопротивления теплопередачи строительных конструкций. Регламентом является СНиП II-3-79 СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТЕХНИКА с различными изменениями и дополнениями, актуализирующими этот документ 1979 года, применительно к современным реалиям.

Так, например, до 2014 г. для района Новосибирска сопротивление теплопередачи стен было принято, как 3,69 м2•ºС/Вт. И неважно, из какого материала Вы сделаете теплоизоляцию стены дома, но важно, чтобы суммарный коэффициент теплопередачи такой стены был не менее 3,69.

С 2014г. вышло послабление и Ro стало 2,66 м2•ºС/Вт. Для сравнения, в Германии сейчас этот показатель составляет 7,6 м2•ºС/Вт. Такое понижение связано не с изменением климата, т.к. в столице Сибири, явно зимой холоднее, чем в Берлине.

Цель была другой – уменьшить стоимость квадратного метра, чтобы быстрее и дешевле возводить дома и сделать жильё доступнее. Да, снижая норматив по теплопередаче, мы уменьшаем цену строительства, но стоимость эксплуатации зданий у нас получается выше, чем у немцев.

Но, если в Новосибирске сейчас установить значение Ro на уровне 7,6, то жильё ого-го, как подорожает. В кризис строительной индустрии и так приходится несладко, поэтому понятно, что в ближайшей перспективе изменения в СНиП вносить не будут. Поэтому, если следовать исключительно букве закона, то расчет сопротивления теплопередачи в Сибири следует вести, исходя из Ro = 2,66.

И всё же, понимая, но не принимая, вышеизложенную позицию, ООО Современные Технологии рекомендует на этапе строительства думать также о тех затратах, которые предстоят потом, при эксплуатации. Ведь потом придется ПЕРЕПЛАЧИВАТЬ, причем постоянно и многие годы! Поэтому мы рекомендуем на этапе проектирования завысить требуемое сопротивление теплопередаче

Когда ООО СовТех строит самостоятельно, то настоятельно рекомендует заказчику согласовать проект, где Ro не ниже 3,69 м2•ºС/Вт. Это снижает тепловые потери при эксплуатации до 3%, вместо 10-12%, которые неминуемы, если возводить стены с учетом нынешнего значения коэффициента в 2,66.

Расчет сопротивления теплопередаче

Итак, для формулы R = δ / λ, известны все значения, кроме δ, т.е. толщины слоя утеплителя. Отсюда мы можем рассчитать, сколько же сантиметров того или иного материала требуется, чтобы сопротивление теплопередачи стены было 2,66 или м2•ºС/Вт. Сравним три разных вида  материалов для теплоизоляции дома:

  • минеральная вата;
  • экструдированный пенополистирол (пеноплекс);
  • жёсткий пенополиуретан (напыляемый или заливочный – без разницы).

Чтобы результаты были более правдивыми, возьмем не лабораторные λ (коэффициент теплопроводности материала), а значения для эксплуатации, примерно на 20% выше. Таким образом "ужесточаем" условие задачи для теплоизоляции стен дома.

Тогда имеем, что для минеральной ваты λ=0,054 Вт/(м°С). Для пеноплэкса λ= 0,036 Вт/(м°С). Для пенополиуретана λ=0,03 Вт/(м°С). Для удобства и наглядности результаты сведены в  три таблицы – по каждому из утеплителей. Толщины материалов – в сантиметрах.

Несущий материал стены и его плотность Толщина несущей стены Rнм несущего материала стены Необходимое Rу утеплителя: 3,69-Rнм Минвата: 0,054Rу Пеноплекс: 0,036Rу ППУ: 0,03Rу
I II III IV V VI VII
Силикатный кирпич, 1500 25 0,31 3,38 18,3 12,2 10,1
  38 0,46 3,23 17,4 11,6 9,7
Бетон, 2400 25 0,21 3,48 18,8 12,5 10,4
  36 0,3 3,39 18,3 12,2 10,2
Кирпич пустотелый, 1400 25 0,5 3,19 17,2 11,5 9,6
  38 0,74 2,95 15,9 10,6 8,9
Газобетон, 600 24 2,0 1,69 9,1 6,1 5,1
  30 2,5 1,19 6,4 4,3 3,6
Автоклавный пенобетон, 400 24 2,82 0,87 4,7 3,1 2,6
  30 3,53 0,16 0,9 0,6 0,5
Неавтоклавный пенобетон, 700 30 1,88 1,81 9,8 6,5 5,4
Дерево, 650 25 1,79 1,9 10,3 6,8 5,7

Теперь, чтобы понять, какой материал лучше, следует сравнивать значения в колонках V, VI и VII. Смотрим, какая теплоизоляция при меньшей толщине обеспечит заданное значение сопротивления теплопередачи.

Материалы для теплоизоляции дома

Анализ показывает, что победителем "соревнования" является пенополиуретан ППУ.

Пенополиуретаном не только позволяет получить теплую стену при меньшей толщине, но и позволяет это сделать проще, удобнее и быстрее, чем теплоизоляция рулонами, плитами и матами. Напыление или заливка полиуретановой пены на стройплощадке считается самым технологичным способом.

Например, при монтаже теплоизоляции дома с использованием минеральной ваты необходимы дополнительные материалы: крепеж, ветрозащитная и паронепроницаемая пленки. И для пеноплэкса тоже требуется крепеж. А это значит, что будут мостики холода, отсюда – дополнительные потери тепла.

И ещё следует понимать, что заводы производят минеральную вату или экструдированный пенопласт определенной толщины. И пеноплекса толщиной 12,2см попросту нет. В этом случае толщину округляют в большую сторону до ближайшей типовой толщины. В данном случае это 15см. С минеральной ватой дело обстоит также.

Пенополиуретан же, напрочь лишен таких ограничений. У этой первоначально жидкой теплоизоляции, отличная сплошная адгезия к любому материалу. Теплоизоляцию можно получить заданной толщиной на месте строительства. И этот способ оказывается наиболее экономически оправданным.