Jak určit optimální tloušťku izolace

Pro přesné stanovení požadované tloušťky izolace pro střechu je nutné provést tepelně technický výpočet. Jeho podstatou je stanovit s přihlédnutím k regionu požadovaný odpor prostupu tepla Rtr a na základě jeho hodnoty vypočítat minimální tloušťku tepelné izolace. Pomocí výpočtu budete schopni získat nejpřesnější hodnotu, čímž poskytnete svému domu potřebnou ochranu před tepelnými ztrátami a nebudete přeplácet nadměrnou tloušťku materiálu.

Co je odpor přenosu tepla

Tepelný odpor R je míra, která odráží, jak dobře konstrukce odolává prostupu tepla. Čím vyšší R, tím lépe chrání interiér domu před tepelnými ztrátami. Parametr se vypočítá podle vzorce: R = β/λ, kde β je tloušťka materiálu (m), λ je součinitel tepelné vodivosti (W/m 2 ⸱°C). Hodnota R závisí na nich a lze je vypočítat pomocí vzorce. Jako izolaci si vezměme například kamennou vlnu. Jeho λ lze snadno zjistit na internetu nebo ve specifikacích výrobce, průměrná hodnota je 0,038 W/m 2 ⸱°C. Tloušťka β kamenné vlny zůstává neznámá, stejně jako hodnota R, kterou vypočítáme později.

Vypočteme požadovaný odpor prostupu tepla Rtr

1. Určete GSOP – denostupně topného období (°C⸱den/rok). Vzorec pro výpočty je následující: GSOP = (tv – tav) ⸱ z, kde tv je standardní teplota v místnosti (pro obytné prostory je 18 °C), tav je průměrná teplota za topnou sezónu, z je doba trvání otopné sezóny ve dnech (odpovídá počtu dnů, kdy je teplota nižší než +8 °C). Poslední 2 hodnoty jsou uvedeny v tabulce a na mapě.

1. Na základě hodnoty GSOP nastavte Rtr podle tabulky 3 SP 50.13330.2012 „Tepelná ochrana budov“.

Pokud se v Moskvě staví dům, pak v souladu s tabulkou GSOP bude (18 – (–3,1) ⸱ 214 = 4500 °C⸱den/rok. V tabulce 3 SP 50.13330.2012 je tato hodnota bližší na 4000, takže Rtr se rovná 4,2 (ze sloupce „Nátěry a podlahy nad příjezdovými cestami“).

Je dobré vědět! Hodnotu Rtr můžete objasnit interpolací. Jednoduše vytvoříme poměr: v našem příkladu to bude 4000/4500 = 4,2/X, odkud X = 4,2 ⸱ 4500/4000 = 4,73 °C⸱den/rok.

Stanovení minimální tloušťky izolace

V uvažovaném příkladu jsme dostali:

• Rtr pro Moskvu se rovná 4,73 °C⸱den/rok;
• Součinitel tepelné vodivosti λ pro kamennou vlnu je 0,038 W/m 2 ⸱°C.

Při výpočtech je však důležité vzít v úvahu, že celková hodnota R pro střechu je součtem odporu přenosu tepla všech vrstev: parozábrana, izolace, hydroizolace, dokončovací nátěr. Pokud si představíte vzorec pro strukturu složenou z několika vrstev, bude to vypadat takto:

kde R0, R1, R2, Rn je odpor prostupu tepla jednotlivých vrstev, n je celkový počet vrstev v konstrukci (v případě střechy se jedná o parozábranu, izolaci, hydroizolaci, povrchovou úpravu), Rв a Rсн jsou odpor prostupu tepla vzduchové vrstvy stěny uvnitř a vně, který se pro zjednodušení výpočtů obvykle bere jako celkem 0,16 m 2 ⸱°C/W.

Pro výpočty budete také potřebovat hodnoty tloušťky a koeficient tepelné vodivosti zbývajících vrstev: parotěsná zábrana, hydroizolace, povrchová úprava. V každém případě budou individuální. Vezměte si například následující střešní koláč:

• obložení desky – 25 mm a 0,017 W/m 2 ⸱°C
• parozábrana – 0,18 mm a 0,038 W/m2 ⸱°C;
• hydroizolace – 2,1 mm a 0,032 W/m 2 ⸱°C;
• kovové dlaždice – 0,45 mm a 52 W/m 2 ⸱°C.

Příklad skladby střešní krytiny pro příklad výpočtu tloušťky izolace

Na základě toho vzorec Rtr = β/ λ + β₁/ λ₁ + β₂/ λ₂ + … + β_n/ λ_n + Rn + Rв + Rсн to nakonec bude vypadat takto:

4,73 = 25/0,017 + 0,18/0,038 + X/0,038 + 2,1/0,032 + 0,45/52 + 0,16.

Požadovaná tloušťka izolace X bude tedy rovna:

X = (4,73 – 0,025/0,017 – 0,00018/0,038 – 0,0021/0,032 – 0,00045/52) ⸱ 0,038 = (4,73 – 1,47 – 0,0047 – 0,066 0,000009 0,16 = 0,038 m nebo 0,115 cm.

Ukazuje se, že minimální tloušťka kamenné vlny pro izolaci střechy v uvažovaném příkladu by měla být alespoň 11,5 cm, místo hodnoty λ = 0,038 můžete nahradit součinitel tepelné vodivosti jinou izolací, například stříkanou polyuretanovou pěnou -A = 0,028. V tomto případě bude tloušťka X = (4,2 – 1,47 –0,0047 – 0,066 – 0,000009 – 0,16) ⸱ 0,028 = 0,0848 m nebo 8,5 cm.

Dobré vědět! Z výpočtů můžeme usoudit, že čím nižší je součinitel tepelné vodivosti λ, tím menší bude minimální tloušťka izolace, to znamená, že čím méně tepla propustí, tím tenčí vrstva může být. To je třeba vzít v úvahu při výběru tepelné izolace pro střechu.

Konečně,

Aby bylo možné přesně vypočítat požadovanou tloušťku izolace, je nutné provést výpočet, který zohledňuje klimatické vlastnosti stavební oblasti. Tímto způsobem můžete určit optimální hodnotu – ne přehnanou a ne příliš nízkou. Díky tomu bude izolace plnit svou funkci na 100% a vyhnete se přeplatkům z důvodu nákupu silné tepelné izolace, která není nutná.

Pokud není možné provést výpočty, můžete použít průměrné hodnoty. V mírném klimatu je tloušťka izolace z minerální vlny pro střechu nejméně 100 mm, v severních oblastech – od 150 do 200 mm. Pokud se použije pěnový polystyren, hodnoty budou 60 a 80-100 mm. Hlavní věcí není dělat tepelnou izolaci tenčí, aby se ušetřily peníze, protože to v budoucnu povede ke zvýšení nákladů na vytápění.

Porovnání účinnosti oblíbených izolačních materiálů.

V moderních domech dochází k největším tepelným ztrátám stěnami. Podle SNiP 23-01-99 by tepelná odolnost stěn obytných a průmyslových budov v průměru v Rusku měla mít hodnotu alespoň R = 3,0.

Tepelná odolnost (R=m² * °C / W) stěny závisí na materiálu, ze kterého je vyrobena.

Tepelná odolnost materiálů

Zdivo z červených cihel, tloušťka stěny 0,25 m. (v jedné cihle)	0,36
Zdivo z červených cihel, tloušťka stěny 0,38 m (jedna a půl cihly)	0,53
Zdivo ze silikátových cihel, tloušťka stěny 0,25 m. (v jedné cihle)	0,30
Zdivo ze silikátových cihel, tloušťka stěny 0,38 m (jedna a půl cihly)	0,44
Zdivo z plynových tvárnic, tloušťka stěny 0,2m.	0,69
Zdivo z plynových tvárnic, tloušťka stěny 0,3m.	0,81
Lišta dřevěná, 100 mm.	0,71
Lišta dřevěná, 150 mm.	1,07
Kov 0,5 – 1,0 mm. (hangáry, pavilony, stavební přívěsy, střechy domů)	0,1

Z tabulky vyplývá, že v souladu s požadavky SNiP by tloušťka stěn obytné budovy měla být:

Splnění těchto podmínek v moderní realitě je naprosto nereálné. Proto je dnes používání ohřívačů vynucenou nutností. Čím nižší je tepelná vodivost izolace, tím menší je její vrstva.

Součinitel tepelné vodivosti, EFEKTIVNÍ životnost a tloušťka vrstvy

Jméno	Součinitel tepelné vodivosti	Životnost	Tloušťka vrstvy
Polyuretanová pěna	0,025	50 let	5 cm
Styrofoam	0,035	15 let	8 cm
Pěnoplasty	0,04	10 let	10 cm
Minerální vlna, čedičové vlákno	0,045	8 let	12 cm
Skleněná vata	0,05	5 let	15 cm
Roztažený jíl	0,15	40 let	35 cm

Příklady výpočtu tloušťky izolace

PRO TY, KTEŘÍ STAVÍ

Abychom dosáhli požadované minimální hodnoty tepelného odporu R=3,0, uvedeme čtyři příklady.

Stěny domu jsou ze silikátových cihel, tloušťka stěny je 0,38 m. R= 0,44.

Požadovaná hodnota R – R_stěny = 3,0 – 0,44 = 2,56. Nyní vynásobíme 2,56 koeficientem tepelné vodivosti polyuretanové pěny = 0,025. Dostaneme:

2,56 x 0,025 = 6 cm PPU.

(expandovaný polystyren – 9 cm, pěnový polystyren – 12 cm, minerální vlna atd. – 15 cm, skelná vata – 20 cm, expandovaná hlína – 35-40 cm)

Všechny materiály kromě PPU musí být stále připevněny k povrchu. Expandovaná hlína potřebuje usnout. PPU se aplikuje okamžitě v hotové podobě.

Stěny domu jsou z dřevěných trámů 150 mm. R = 1,07.

1,93 x 0,025 = 5 cm PPU.

Stěny domu jsou z pěnobetonového bloku 40 cm R = 1,1

1,9 x 0.025 = 5 cm PPU.

Plechová izolace střech (vlnitá lepenka, plechové tašky) nebo hangáry. R = 0,1

2,9 x 0,025 = 7 cm PPU.

Kovová konstrukce zateplená PPU vrstvou 7 cm tak získává požadovanou hodnotu tepelné odolnosti R = 3,0 a je vhodná pro celoroční použití.

Nyní to porovnejte s tím, co vidíme kolem sebe. Téměř nikde jinde není taková úroveň tepelné izolace budov, ale R=3,0 je požadované minimum!

Použitím polyuretanové pěny jako topidla můžete výrazně snížit náklady na stavbu tím, že postavíte tenčí stěny, méně masivní základy atd.

Lehký rámový dům na sloupovém základu, zvenku opláštěný DSP nebo obkladem a zateplený 7 cm vrstvou polyuretanové pěny, která je DVAKRÁT TEPLEJŠÍ než chata se zdmi o tloušťce dvou cihel. A náklady na tyto domy jsou nesrovnatelné. Izolovaný rámový dům PPU o rozměrech 12 x 9 bude stát 800–900 tisíc rublů a izolovaný dům stejné velikosti z cihel nebo bloků bude stát 2 až 2,5 milionu rublů.

Pokud postavíte takový dům vlastníma rukama (technologie je k dispozici všem, pokud existuje touha), pak jeho náklady nepřekročí 600 tisíc rublů. Hlavním materiálem je dřevo 150×50 nebo 200×50. Sotva existuje výhodnější nabídka: za relativně málo peněz pořídíte teplý dům pro celoroční bydlení bez starostí o kvalitu izolace a ušetříte každý rok kulatou sumu na vytápění.

V tak teplém domě nejsou absolutně potřeba objemné a drahé systémy ohřevu vody ve formě elektrických nebo plynových kotlů, potrubí a radiátorů. Pro vytápění 80 m3. stačí několik ohřívačů o celkovém příkonu 5 kW. a XNUMX kW benzínový generátor pro případ nouze.

Pokud vám finanční prostředky umožňují postavit cihlový dům, pak PPU může výrazně snížit počáteční náklady na nadaci a cihlu a poté výrazně snížit náklady na vytápění.

Například. V Samaře je dům zateplený 15 cm vrstvou tvrdé polyuretanové pěny, materiál stěny je vápenopísková cihla. Celková plocha domu je 365 m1, XNUMX. patro a podkroví.

Vytápění – elektrické infrazářiče, bez bojleru ani radiátorů.

Celková spotřeba elektrické energie v zimě včetně topení a všech domácích spotřebičů – 3 kW/měsíc. nebo 500 kW/hod.

Podle cen elektřiny v roce 2015 náklady na dům v zimním období nepřesahují 5 000 rublů / měsíc.

V domě je stabilní teplota +23 – +24.