Расчет толщины теплоизоляции на примере утеплителя Эковата 

На форумах, в социальных сетях, в комментариях блогов часто встречаются вопросы следующего характера: "Как подсчитать оптимальную толщину утеплителя?", "Достаточно ли теплоизоляции в 2-4 см?", "Бывают ли сверхэффективные утеплители?" и т.п. На последний вопрос можно смело ответить "Конечно", так как самым лучшим теоретически возможным утеплителем является полный вакуум. Коэффициент проводимости тепла (от 0 до 1, чем ниже коэффициент — тем лучше утеплитель) у тела, с которого выкачан весь воздух, приравнивается к нулю. Другое дело — практическая реализация такого вида изоляции.

Идеальный утеплитель толщиной 2 мм

На сегодняшний день создать вакуумное пространство на всю утепляемую поверхность — задача из разряда высокобюджетных лабораторных исследований. Но технологии не стоят на месте, и на рынке уже существует керамическая изоляция, построенная по принципу вакуумного утеплителя. Компонентами такой теплоизоляции являются полые шарики диаметром 0,01 мм, с которых выкачан воздух, а также 0,02-милиметровые цельные силиконовые шарики. Теплопроводность такого утеплителя заявлена на уровне 0,001-0,0015. Такой низкий коэффициент позволяет ограничиваться толщиной утеплительного слоя в 0,2 см. В теории это равносильно 50-милиметровому покрытию из пенопласта, но на практике — не более 30 мм. Ориентировочная стоимость керамического утепления одного квадратного метра толщиной в 2 мм приравнивается к 20 кв.м любого другого популярного утеплителя с толщиной слоя в 50 мм.

Основа целевого утеплителя

Существуют ещё один хороший теплоизолятор, правда с менее фантастическими теплоизоляционными свойствами, но гораздо привлекательнее в плане доступности и вариантов применения. Речь пойдет о воздухе. Коэффициент проводимости тепла равен 0,026. Но однородное воздушное пространство не позволяет добиться такого эффекта. Вечная циркуляция, перепады давления и влажности наблюдаются уже в небольших объемах. Нужны микрообъемы, на подобии пены, которая не тяжелее чистого воздуха. Так как создать такой утеплитель пока не является возможным, значит все материалы которые имеют пористую структуру можно рассматривать, как теплоизоляторы, а это: земля, кирпич, солома, дерево, вата и т.д. и т.п. Коэффициент теплопроводности у данных материалов не может быть ниже 0,026, и напрямую зависит от массы связующих компонентов, плотности материала и текущей влажности.

Отталкиваясь от вышеописанного можно понять, как ищутся и разрабатываются новые теплоизоляторы. Теплопроводность некоторых целевых утеплителей представлена в следующей таблице (взяты средние значения плотности изоляционного слоя):

Расчет толщины теплоизоляции

Для проведения точного расчета теплоизоляционного слоя был введен ещё один вспомогательный коэффициент — сопротивление теплопередачи (К сопр), который установлен в СниП (Санитарные нормы и Правила) II-3-79. Принято брать идеальные условия, которые обусловлены укладкой максимально эффективного слоя утеплителя без щелей. Коэффициент теплопроводности сокращенно обозначается К теплопр, а толщина теплоизоляционного покрытия обозначается литерой L.

• К сопр = L (м) / К теплопр
• L (м) = K теплопр * К сопр

Исходя из формул, можно сделать вывод, что К сопр выше, а значит изоляция будет лучше, если слой утеплителя толще или коэффициент теплопроводности меньше.

Снова обращаемся к СниП II-3-79, где описано, что оптимальное значение К сопр должно быть на уровне:

• 3,15 м2*C/Вт — для стен;
• 4,15 м2*C/Вт — для перекрытий (потолков).

Теперь можно подсчитать толщину идеального утеплителя на основе статистического воздуха заключенного в микрообъемы для перепада температур в 32°C (помещение 20°C, улица -12°C):

L = 0,026*3,15 = 8,19 см, а это означает что ни один утеплитель с толщиной менее 8 см не справится с утеплением помещения в вышеописанных условиях, кроме конечно же изоляции на основе чистого вакуума.

Эковата, с толщиной слоя в 15 сантиметров и К теплопр = 0.040 должна обеспечить достаточное сопротивление теплопередачи для стен, так как:

К сопр = 0,15/0,040 = 3,75, а 18 см — для потолка соответственно.

Примеры расчетов

Для наглядности можно посчитать необходимую толщину стены из кирпича без слоя теплоизоляции. Все условия сохраняются.

Итак, К теплопр = 0,67, а значит L = 3,15/0,67 = 2,1 м

Все стает на свои места — целевая теплоизоляция действительно намного выгоднее несущих материалов.

Еще один наглядный пример подсчета теплоизоляционного слоя на основе эковаты для стен обычной постройки с 10 см слоем кирпича (К теплопр = 0.81) и шлакоблока толщиной 0.4 м (К теплопр = 0,46):

• Для кирпича К сопр = 0,12
• Для шлакоблока К сопр = 0,4/0,45=0,87

Суммарное К сопр = 0,99. Для утепления стены нужно дополнительные 3,15-0,99 = 2,16. Если применить целлюлозный утеплитель, тогда толщина дополнительной изоляции из эковаты составит 0,04*2,16 = 0,086м = 86 мм

Все расчеты производились в теоретической форме с идеальными условиями: хорошее качество монтажа утеплителя (отсутствие каких-либо щелей), влажность и максимальное качество компонентов теплоизоляционного материала. Поэтому к полученным значениям толщины слоя рекомендуется добавлять 20-30%. Если в предыдущем подсчете получилось 8 см, то для уверенности лучше рассчитывать как минимум на 10 см. Также нужно учитывать указанный производителем на упаковке к материалу К теплопр конкретного образца.

Для эковаты влажность не имеет большого значения, но, к примеру, стекловата или минеральная вата сильно зависят от значения влажности. Теплоизоляционный слой должен быть в 1,5 раза толще расчетного. Изменение К сопр в зависимости от влажности для эковаты и минеральной ваты можно увидеть на рисунке.

Выводы

Вышеизложенные понятия и расчеты должны помочь определится с подсчетом нужной толщины слоя утеплителя и количеством материала для теплоизоляции всего объекта, независимо от того какой материал Вы выбрали и какие стены необходимо утеплить. Если есть возможность проконсультироваться у специалистов, то обязательно нужно ею воспользоваться, так как бывают неоднозначные ситуации, где опытный мастер сможет предложить оптимальные варианты решения задачи.

Вышеизложенные понятия и расчеты должны помочь определится с подсчетом нужной толщины слоя утеплителя и количеством материала для теплоизоляции всего объекта, независимо от того какой материал Вы выбрали и какие стены необходимо утеплить. Если есть возможность проконсультироваться у специалистов, то обязательно нужно ею воспользоваться, так как бывают неоднозначные ситуации, где опытный мастер сможет предложить оптимальные варианты решения задачи.

Статья подготовлена и представлена
компанией "Эковата-Про"
http://ecovata-pro.ru/