Расчет утепления стен своими руками

Пирог стены

Вне зависимости от типа строения (каркасное, блочное, кирпичное, деревянное) физика утепления и прохождения влаги через стены не меняется. Поэтому есть универсальные материалы и конструкционные решения, из которых состоит итоговая конструкция.

Основной принцип расчета утепления в пироге – увеличение паропроницаемости материалов изнутри стены наружу. В противном случае при низкой уличной температуре водяной пар, выходящий через конструкции, останется в их толще, сконденсируется и нанесет им повреждения.

Исходные данные

Для исходных данных в расчете приниматься должны самые тяжелые из возможных. К примеру, при среднемесячной температуре самого холодного месяца в Московской области -8°C, которую применяют для расчета многие строители, условия эксплуатации стены будут намного более щадящими, чем при вполне возможных -25°C. Поэтому для уверенности в надежности и долговечности конструкции пирог надо считать именно исходя из самой низкой возможной температуры.

Состав пирога

Пароизоляция

Задача пароизоляционной мембраны – не допустить проникновения в конструкции влаги, которая не сможет выйти сама. Устанавливается она изнутри, непосредственно под обрешеткой финишной отделки. Естественно, помещения, изнутри закрытые пароизоляцией, должны вентилироваться. Как минимум, это проветривание, лучше, если установлена приточно-вытяжная вентиляционная система.

Внутренние мембраны применяются там, где сама конструкция не может противостоять попаданию в нее пара. К примеру, в кирпичном здании их применение не нужно, а в каркасной стене, обшитой изнутри ОСП, доской или ДВП – строго обязательно. В целом, необходимость использования мембраны рассчитывается на калькуляторе.

Утеплитель

Утеплитель – основа теплоизоляции. Утеплители можно в целом разделить на три основные группы – натуральные (сюда входят эковата, джутовые и сизалевые рулонные материалы, древесноволокнистые плиты), пенополистирол (пенопласт и экструдированный полистирол), минеральные (стекло- и минеральные ваты). Есть и другие варианты, к примеру, синтепон, но в строительстве они применяются реже.

В стеновых конструкциях используются все вышеперечисленные материалы, кроме ЭППС – у него слишком низкая паропроницаемость.

Утеплитель располагается всегда либо внутри конструкции стены (как с засыпками кирпичных стен или строением каркасных домов), либо снаружи. Утепление с внутренней части стены делать нельзя по двум причинам:

  1. Промерзание конструкции стен из-за появления конденсата;

  2. Риск появления плесени в здании из-за повышенной влажности;

Ветрогидроизоляция

Ветрогидроизоляционные мембраны составляют внешний слой, прямо под фасадным вентиляционным зазором. Необходимы они для двух целей – защитить утеплитель или черновой фасад от попадания влаги через вентиляционные продухи и на время строительства и для того, чтобы утеплитель со временем не выдувался (к примеру, минеральная вата за 10 лет теряет половину теплоизоляционных свойств из-за выветривания, если ее не защитить).

Для конструкций без вентиляционного зазора ветроизоляционные мембраны не нужны.

Вентиляционный зазор

Вентзазор между утеплителем и внешней отделкой нужен не всегда. Пригодится он тогда, когда паропроницаемость отделки существенно ниже паропроницаемости теплоизоляционного слоя. К примеру, при утеплении кирпичной стены пенопластом ПСБ-25 с последующим оштукатуриванием вентзазор не нужен, а для каркасного дома – строго обязателен. Кроме того, нужен зазор при утеплении блочных, кирпичных и деревянных домов минеральной ватой с последующей обшивкой.

Утеплитель, установленный без вентиляционного зазора в вышеперечисленных случаях, со временем наберет влагу. Для пенопласта это чревато разложением и отслоением собственно отделки, для минеральных – смерзанием и быстрой потерей эффективности (через 5-10 лет утеплитель придется менять), а для натуральных – банальным гниением.

Варианты пирогов стен с достаточно эффективным утеплением

Все расчеты делаются исходя из следующих параметров:

  • Температура внутри +24°C, влажность воздуха 50%;

  • Температура снаружи -30°C, влажность воздуха 60%

Утепление каркасных стен

Наиболее распространенный пирог каркасного дома для постоянного проживания – деревянные стойки 100*200 с шагом в 600 мм. Толщина утепления – 200 миллиметров.

Ниже приведены два типичных пирога конструкции, отличающиеся только внешней обшивкой каркаса. В первом случае для обшивки используется древесноволокнистая плита средней плотности – MDF, во втором – более популярная ориентированная плита – OSB.

Утепление каркаса с MDF

Сопротивление теплопередаче: 4.30 (м²•˚С)/Вт

Утепление каркаса с MDF расчет теплотехнических показателей

Здесь на графике хорошо видно отсутствие пересечения температуры внутри утеплителя и температуры точки росы. Такая конструкция не подвержена воздействию конденсата даже в самые суровые зимы нашего региона.

Утепление каркаса с ОСП

Сопротивление теплопередаче: 4.30 (м²•˚С)/Вт

Утепление каркаса с ОСБ расчет теплотехнических показателей

С одной стороны, по СНиП такая конструкция допустима, чем строительные компании и пользуются, активно строя дома с подобным строением стены.

С другой, каркас, снаружи обшитый ОСП, не обеспечивает стопроцентного вывода влаги из конструкции, что видно обширной зоной конденсации. Происходит это из-за низкой паропроницаемости ориентированных плит. Чревато это промерзанием плиты (те, кто сталкивался с каркасным строительством, наверняка видели, как выглядит промерзший лист ОСП), что приводит к ее повышенному износу и еще большему снижению проницаемости конструкции.

Нередко каркасные дома, построенные для летнего проживания, требуется дополнительно утеплить до пригодности к зимней эксплуатации. Ниже рассмотрен пример пирога дома, с изначальной толщиной утепления 100 мм, впоследствии дополненного еще одним слоем в 100 мм.

Дополнительное утепление каркаса для зимней эксплуатации

Сопротивление теплопередаче: 4.34 (м²•˚С)/Вт

Доутепление каркаса с ОСБ расчет теплотехнических показателей

Перед укладкой дополнительного слоя минеральной ваты демонтируется облицовка фасада, вата крепится непоследственно на обшивку каркаса. Так как здесь внешний слой утеплителя не будет защищен древесными плитами, стоит выбрать более плотные материалы (в расчете – плотностью 75 кг/м3) и обязательно использовать ветрозащитную мембрану.

Утепление стен из строительных блоков или кирпича

Утепление стен из строительных блоков для соответствия строительным нормам практически обязательно, несмотря на многочисленные заверения производителей ячеистых бетонов. Единственное из этого исключение – стены из пено- или газобетона толщиной не меньше 500 мм, но и в этом случае требуется обязательное применение пароизоляционных материалов изнутри. Для оштукатуривания фасада выбор материалов так же невелик – это должна быть хорошо проницаемая силиконовая, силикатная или минеральная смесь. Однако утеплить, например, пенопластом ПСБ-25 стену толщиной в 300 мм выйдет дешевле и теплее.

Возможность возникновения конденсата здесь не столь страшна, как в случае с утеплением минеральной ватой, а влаговыведение соответствует требования СНиП.

Стена из ячеистого бетона толщиной 500 мм без дополнительного утепления.

Сопротивление теплопередаче: 2.99 (м²•˚С)/Вт

Пенобетон 500 мм расчет теплотехнических показателей пирога стены

Стена из ячеистого бетона толщиной 300 мм с утеплением слоем 100 мм пенопласта ПСБ-25.

Сопротивление теплопередаче: 4.21 (м²•˚С)/Вт

Пенобетон 300 мм + ПСБ-25 расчет теплотехнических показателей пирога стены

 

Кроме того, возможно и обустройство вентилируемого фасада. В таком случае зоны конденсации не будет вовсе за счет большей паропроницаемости утеплителя – в примере рассмотрена минеральная вата плотностью 75 кг/м3.

Стена из ячеистого бетона толщиной 300 мм с утеплением слоем 100 мм минеральной ватой.

Сопротивление теплопередаче: 4.26 (м²•˚С)/Вт

Пенобетон 300 мм Вентфасад расчет теплотехнических показателей пирога стены

Утепление деревянных домов

Несмотря на часто встречающиеся заблуждения о высокой теплоэффективности деревянных зданий, большинство домов из бруса, клееного бруса или бревен без дополнительного утепления не соответствуют СНиП. К примеру, дом из бруса толщиной в целых 30 сантиметров имеет сопротивление теплопередаче 1.83 (м²•˚С)/Вт. Клееный брус того же сечения незначительно поднимает эту цифру. При этом требования теплозащиты к элементу (в данном случае, стене) требуют сопротивление теплопередаче не менее 2.99 (м²•˚С)/Вт.

Для летнего времяпрепровождения характеристик дерева достаточно, но зимой вы просто разоритесь на отоплении.

Ниже дан пример утепления дома из двадцатисантиметрового клееного бруса для соответствия СНиП.

Утепление брусового дома

Сопротивление теплопередаче: 3.70 (м²•˚С)/Вт

Утепление брусового дома - расчет теплотехнических показателей пирога стены

Как видно, «пирог» конструкции содержит минимум элементов, а теплозащита повышается вдвое при сохранении толщины конструкции. Кроме того, нет необходимости использовать дополнительную пароизоляцию, сохраняя вид дерева во внутренней отделке.

Подводя итоги

Расчет теплотехнических характеристик конструкции можно выполнить самостоятельно, зная о базовых принципах и свойствах материалов. Все вышеприведенные конструкции посчитаны лишь исходя из соответствия современным российским строительным нормам и правилам. Для получения не только теплого, но и по-настоящему энергоэффективного дома слои утепления существенно увеличиваются.

Не поддавайтесь на уговоры строителей, которые «всю жизнь так строили» и перепроверяйте их расчеты, благо это несложно.