Простые правила тёплой стены

Простые правила тёплой стены

В общем случае применяют внешнее утепление. Внутреннее не только менее эффективно, но и противопоказано для дома круглогодичного проживания. Вопрос выбора утеплителя также сложен и неоднозначен.

Желаемое и возможное

В России в настоящее время используется поэлементное нормирование сопротивления теплопередаче, то есть для каждого элемента наружных ограждающих конструкций нормами задаётся минимально допустимое значение: для стен, окон, крыш и перекрытий.

В Европейских странах и Америке принят немного другой подход к экономии тепла, по удельным теплопотерям. Его смысл в том, что выбор вида ограждающих конструкций увязан с требуемым значением удельной потребности в тепловой энергии на отопление здания. Попросту говоря, нормируются затраты на отопление одного квадратного метра дома. А каким способом будет достигнута эта величина, остаётся на усмотрении застройщика. Именно поэтому, а ещё за счёт более высоких среднегодовых температур, в этих странах в моде большие площади остекления.

Однако нужно учесть, что при полном остеклении фасадов применяются специальные конструкции стен с редкими для нас системами отопления. Между наружной и внутренней стеклянной оболочкой подаётся тёплый воздух – в таком варианте и в их климате это успешно работает. Однако, в наших условиях, потери тепла непременно серьёзно возрастают и комфорт проживания в доме со стеклянными стенами довольно сомнителен. Ведь таких оконных конструкций, которые имели хотя бы приближенную к обычным стенам теплозащиту, пока не придумано.

Расчёт теплового сопротивления

Чтобы предельно точно, коэффициент теплопроводности показывает количество тепла, проходящее за 1 час через 1 м2 поверхности испытуемого материала толщиной в 1 м при разнице температур поверхностей этого материала равных 1°С. Как видим, реальная толщина материала не влияет на коэффициент теплопроводности. Однако эта толщина учитывается так называемым коэффициентом теплопередачи.

Принцип расчёта следующий: исходя из климатических условий региона нормируется величина значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций R. Для климатических условий Челябинска R(м2°С/Вт) равен: для наружных стен 3,42; для чердачных перекрытий и перекрытий над неотапливаемым подвалом 4,5; для кровли 5,09. Единственное, что следует отметить, так это то, что подобные параметры в реальных условиях практически не выполняются. Так что есть, к чему стремиться.

Расчёт однослойных конструкций не представляет сложностей. Однако поскольку сегодня большинство ограждающих конструкций многослойные, требуется учесть сопротивление теплопередаче всех слоёв. Для этого требуется знать толщину и коэффициент теплопроводности каждого составляющего материала. А затем просуммировать все вычисленные значения. Можно не учитывать слои внутренней и наружной штукатурок, так как доказано, что тонкие слои материала с высоким коэффициентом теплопроводности на тепловое сопротивление конструкций заметного влияния не оказывают.

Таблица термического сопротивления часто встречающихся материалов стен

Материал и коэф-т теплопроводности λ

Толщина стены, мм

R стены

Кирпич керамический полнотелый, λ=0,56

510 (в 2 кирпича)

0,85

 

250 (в 1 кирпич)

0,42

 

120 (в 1/2 кирпича)

0,21

Кирпич керамический пустотелый 1000 кг/м3, λ=0,4

640 (в 2,5 кирпича)

1,6

 

510 (в 2 кирпича)

1,28

 

380 (в 1,5 кирпича)

0,95

Кирпич силикатный, λ=0,7

640 (в 2,5 кирпича)

0,91

 

510 (в 2 кирпича)

0,73

 

380 (в 1,5 кирпича)

0,54

Пеноблок и газоблок 1000 кг/м3, λ=0,37

600

1,62

 

400

1,08

 

200

0,54

Пеноблок и газоблок 700 кг/м3, λ=0,3

600

2,0

 

400

1,33

 

200

0,67

Крупноформатный керамический блок, λ=0,2

380

1,9

 

250

1,25

Арболит (цементно-стружечный блок), λ=0,3

600

2,0

 

400

1,33

Железобетон, λ=1,7

600

0,35

 

400

0,24

Сосна поперёк волокон, λ=0,1

200

2,0

 

150

1,5

 

100

1,0

Таблица термического сопротивления часто встречающихся утеплителей

Теплоизоляционный материал

Толщина слоя, мм

R утеплителя

Плита минераловатная плотностью 50 кг/м3, λ=0,04

100

2,5

 

50

1,25

Плита минераловатная плотностью 100 кг/м3, λ=0,056

100

1,79

 

50

0,89

Пенополистирол (пенопласт) плотностью 40 кг/м3, λ=0,038

100

2,63

 

50

1,32

 

30

0,79

Экструзионный пенополистирол плотностью 45 кг/м3, λ=0,033

50

1,52

 

40

1,21

 

20

0,61

Пенополиуретан напыляемый плотностью 40 кг/м3, λ=0,03

100

3.33

 

50

1,67

Эковата, λ=0,04

100

2,5

 

50

1,25

Как видно из приведённой таблицы, ни одна однослойная стена разумной толщины даже близко не подходит к действующим сегодня необходимым требованиям по теплопотерям стен. Для их соблюдения необходимо применение утеплителя.

На теплопроводность материалов стен и утеплителей сильно влияет такое явление, как влажность. Вода имеет довольно высокий коэффициент теплопроводности и, когда замещает собой воздух в порах материала, ухудшает его теплопроводность. К примеру, при намокании минераловатного утеплителя всего на 5%, его теплоизоляционные свойства снижаются вдвое. С влажностью связан ещё один аспект, важный для жизни и строительства. Дело в том, что испарение жидкости требует в несколько раз больше тепла, чем доведение этой же жидкости до точки кипения. На практике мокрая стена в процессе высыхания отбирает у дома поистине огромное количество тепла, а ветер ещё и ускоряет этот процесс. В пересчёте на деньги сырость может «вылиться» владельцу дома в весьма существенные добавочные расходы на отопление.

Быстрая оценка теплосберегающих возможностей дома

В любом случае, крайне желательно иметь общие представления о возможностях и последствиях разных способов размещения утеплителей. Используя таблицу можно легко рассчитать вид и толщину слоя утеплителя. Важно учесть, что данный метод предназначен лишь для быстрой оценки потребности и определения количества утеплителя, но не более того. Допустим, имеется стена из рядового пустотелого кирпича толщиной 51 см (в 2 кирпича). Величина термического сопротивления такой кирпичной стены составит R=1,28. Для обеспечения требуемого показателя (3,42) необходимо подобрать утеплитель с сопротивлением его слоя R=3,42-1,28=2,14.

Близкие к этому параметры теплового сопротивления имеют: слой минеральной вата или пенопласта толщиной порядка 8 см или экструдированный пенополистирол толщиной 7 см. Что конкретно выбрать, зависит от домовладельца. По таблице также можно выяснить, что общепринятая конструкция стены, включающая 600 мм ячеистого блока и облицовку в полкирпича, современным требованиям теплосбережения не соответствует.

Всё вышесказанное абсолютно не означает, что обитатели недостаточно (по нормативам) утеплённого дома зимой непременно начнут замерзать. При условии, что показатели теплосбережения стен и других ограждающих конструкций выше средних, в существующих реалиях пока ещё проще увеличить мощность системы отопления. Однако, если цена топлива в ближайшей перспективе будет приближаться к европейскому уровню (а всё говорит именно об этом), простая арифметика покажет, что выгоднее, всё-таки, утепляться.

ДОМ ИДЕЙССБ