Цель этой статьи — дать тот минимум необходимых сведений и знаний для домовладельца, который позволит выполнить теплоизоляционные работы правильно и грамотно, не допустить ошибок и издержек в работе. Особенности и последовательность выполнения работ сопровождаются необходимыми фотографиями и комментариями. Необходимые расчёты выполнены в упрощённой форме, достаточной, чтобы не допустить грубых просчётов, как при самостоятельном выполнении работ, так и при выполнении работ наёмными рабочими. Весь материал и расчёты приводятся на примере утепления стен своего частного дома. Исходные данные для расчёта: регион проживания — Самарская область, сруб из сосны (кругляк), толщина стен — не менее 18 см.
Итак, немного скучных, но важных и нужных расчётов. Для того чтобы правильно выполнить утепление деревянного дома, нужно знать величину нормируемого сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций (стен) для Вашего региона проживания. Данные сведения можно взять в СНиП (строительных нормах и правилах), или, что лучше, в ТСН (территориальных строительных нормах). В ТСН
Коэффициент теплопроводности стены (сосна) равен 0,18 для наихудших условий эксплуатации (группа Б). Зная (или измерив) толщину стен дома, можно определить сопротивление существующей стены Rc по следующей формуле:
где: σ — толщина стены (в метрах), λ — коэффициент теплопроводности стенового материала.
Подставляя значения толщины брёвен сруба (для моего дома — 0,18 м), получим, что сопротивление теплопередачи стены дома в моём случае равно 0,18/0,18=1 (м2•°С/Вт). Определим, какое сопротивление теплопередачи нам необходимо добрать за счёт дополнительного утепления дома. Зная требуемую величину сопротивления теплопередачи 3,5 (м2•°С/Вт) и толщину стен реально существующего дома 1 (м2•°С/Вт), получим: 3,5-1=2,5 (м2•°С/Вт).
Толщина теплоизоляционного слоя будет зависеть от параметров выбранных теплоизолирующих материалов (ТИМ). На данном этапе, пока не выбран ТИМ, примем, что коэффициент теплопроводности ТИМ равен 0,05, что вполне соответствует средней величине современных ТИМ. Тогда подставляя ранее полученные значения (2,5) и принятого коэффициента теплопроводности ТИМ (0,05) из формулы
получим толщину необходимого слоя теплоизоляции для нашего дома.
,
где Rнс — недостающее сопротивление, σ х — искомая толщина теплоизоляции. Толщина необходимого слоя теплоизоляции σх=(Rнсхλ)=2,5×0,05=0,125 м или 125 мм для Самарского региона. Теперь по аналогии Вы можете рассчитать требуемую толщину слоя теплоизоляции стен для Вашего дома с учётом Вашего региона проживания.
Зная требуемую толщину теплоизоляции и параметры ТИМ, имеющихся в продаже у Вас, можно уже на этом этапе предварительно определить количество слоёв теплоизоляции, их монтажную толщину, необходимые размеры пиломатериалов и их примерное количество. Например, два слоя ТИМ (1-й слой — 100 мм + 2-й слой — 30 мм). Или, если у Вас в продаже нет ТИМ толщиной 100 мм, три слоя (1-й — 50 мм, 2-й — 50 мм, 3-й — 30 мм) и т.п.
Совет № 1: Даже если по вашим расчётам и наличию в продаже ТИМ теплоизоляцию можно выполнить в один слой, более правильным будет использовать минимум два слоя, чтобы исключить мостики холода. К примеру, вместо 1 слоя (по расчёту) ТИМ толщиной 100 мм, стоит сделать два слоя по 50 мм каждый.
Совет № 2: Целесообразно еще до утепления стен озаботиться состоянием имеющихся в доме окон. Светопрозрачные конструкции, как элемент ограждающей стены, являются наиболее слабым с точки зрения энергосбережения местом стеновой конструкции. Поэтому утепление стен дома с учётом технологии и последовательности выполнения работ необходимо начинать с окон. Оптимальным вариантом при наличии старых деревянных окон является их замена на пластиковые окна. О способах монтажа окон ПВХ в деревянном доме я писал в своих статьях ранее.
Выбор способа и системы утепления стен деревянного дома
Выбор способа утепления
Не вдаваясь в детали, отметим, что из всех возможных способов утепления, самый оптимальный вариант утепления для существующего дома — внешнее (наружное) утепление стен дома. Утепление снаружи имеет следующие основные достоинства:
- строительные конструкции дома эксплуатируются в щадящем режиме, так как на них действует меньший перепад внешних температур
- теплоёмкость у стены, утепленной снаружи, больше, т. е. перепады температуры в самом доме меньше
Говоря про утепление дома изнутри, хочу заметить, что внутреннее утепление для стен дома оправдано только в исключительных случаях. К примеру, если сруб дома обложен кирпичом, но при этом требует утепления. Или если Вы являетесь владельцем уникального старинного особняка, архитектурный облик которого нежелательно менять. Внутреннее утепление стен дома также используется в качестве дополнительного способа утепления. В связи с тем, что внутреннее утепление имеет существенные особенности и отличия, как при устройстве, так и выборе утеплительных материалов, в отличие от наружного утепления, в данной статье этот способ утепления я не затрагиваю. Таким образом, далее мы будем рассматривать системы наружного утепления дома.
Выбор системы утепления
С учётом особенностей материала стены (дерево — материал дышащий), параметров системы утепления по критерию «цена — качество», наиболее оптимальным способом наружного утепления деревянного дома является устройство вентилируемого фасада.
Главным критерием моего выбора именно этой системы утепления является физика процессов, протекающих в конструкции вентфасада. Вентфасад не только даёт дереву дышать, но и эффективно выводит пары влаги наружу в отличие от многих других систем утепления. Из других преимуществ вентфасадов отмечу наиболее важные:
- При устройстве вентфасада возможно использование очень широкого ассортимента отделочных материалов. Таким образом, владелец дома имеет широкий выбор материалов (в зависимости от личных предпочтений и финансовых возможностей) для создания необходимого ему архитектурного облика дома.
- Возможность самостоятельного выполнения данных работ.
- Важным плюсом вентфасада является также техническая возможность и небольшая стоимость его ремонта, в процессе эксплуатации.
Чтобы было понятно, о чём идёт речь, на рисунке показано устройство вентфасада и принцип его работы.
Основными элементами вентилируемого фасада являются:
- несущая стена дома (кругляк или брус)
- внешний слой утеплителя (на рисунке ТИМ установлен в два слоя).
- система крепления теплоизоляции, для деревянного дома обычно используется деревянный брус нужных размеров.
Именно параметры этих элементов конструкции (1-3), определяют параметры теплоизоляции стены дома. - ветро- и (или) влагозащитный слой, служит для защиты теплоизоляции от внешних воздействий (влаги, ветра) и выведения паров влаги из теплоизоляции в вентиляционный зазор.
- вентилируемый зазор, служит для выведения паров влаги из конструкции.
- наружный отделочный слой служит для защиты конструкции дома от внешних воздействий (вода, снег, ветер) и является элементом эстетического оформления внешнего вида дома.
- элемент крепления наружного слоя.
Как видно из рисунка, принцип работы вентфасада следующий:
- пары влаги под действием парциального давления стремятся выйти из теплого помещения наружу (показано красной стрелкой)
- пройдя через ограждающую конструкцию и слой теплоизоляции, они попадают в вентиляционный зазор конструкции, где естественным путём, выводятся наружу. Вспомните школьную физику на тему «круговорот воды в природе».
Вывод: конструкция проста и надёжна в работе при её правильном устройстве.
Анализ, выбор и расчет ТИМ для утепления стен деревянного дома
Критериев и оценок для сравнения и выбора ТИМ очень много. Чтобы сузить их спектр и объяснить причины моего выбора, выскажу следующий постулат: «Не бывает плохих или хороших теплоизолирующих материалов, а бывает их неправильное применение». Именно с этой позиции я далее и буду объяснить свой выбор. Итак, при выборе теплоизоляционных материалов для утепления деревянной стены с устройством вентфасада важно учесть следующее:
- Паропроницаемость утеплителя (способность пропускать водяной пар через себя) должна быть выше, чем у дерева. Данное требование вытекает из особенностей материала стены и принципа работы вентфасада. Таким образом, из числа доступных и распространённых теплоизоляционных материалов наиболее оптимальными для устройства вентфасада является теплоизоляция на основе минваты и стекловаты.
- Вторым по важности фактором, определяющим возможность применения теплоизоляции при устройстве вентфасада, является плотность материала теплоизоляции. Дебатов на эту тему даже в профессиональной среде строителей и производителей теплоизоляции немало. Одни говорят, что плотность должна быть в пределах не менее 60-80 кг/м3. Другие говорят, что допустимо использовать теплоизоляцию, начиная с плотности в 30 кг/м3. Кто здесь прав — не мне судить. Важно, чтобы читатель был в курсе этой проблемы, и при устройстве теплоизоляции своего дома принимал необходимые меры. Как я решал данную проблему, будет показано далее, а пока изложу только суть. При низкой плотности теплоизоляции, точнее, при неправильном её применении, такая теплоизоляция подвержена «выдуванию» и «оседанию» (из-за вертикального размещения на стене), с образованием мостиков холода. Что приводит к снижению теплозащитных параметров всей конструкции.
- Нужно знать, что существуют теплоизоляторы на основе минваты и стекловаты, специально разработанные для систем с вентилируемыми фасадами. Основная особенность этих материалов — специальная пропитка теплоизоляции гидрофобными составами с целью защиты от увлажнения и кэширование наружной стороны теплоизоляции специальными покрытиями с целью ветрозащиты. Как правило, стоимость таких теплоизоляционных материалов выше, чем у обычных теплоизоляций.
Вывод: Выбор конкретного утеплителя для вентилируемого фасада фактически сводится к выбору между ватными утеплителями на основе каменных (базальтовых) ват или стекловаты. У каждого из этих ТИМ есть свои достоинства и недостатки. Отмечу главное: с точки зрения параметров тепловой защиты, свойства каменных ват и стекловат примерно одинаковы. С точки зрения выбора по соотношению «цена — качество» я своё предпочтение отдаю стекловатам. В частности, для утепления своего дома я использовал стекловату известного производителя, хотя с таким же успехом можно было применить стекловату другой фирмы.
Расчёт необходимого объёма материалов
Расчёт требуемого количества ТИМ рассмотрим на примере стен моего дома с учётом следующих обстоятельств и параметров использованной теплоизоляции. Необходимо было утеплить три стены дома (северная сторона дома защищена теплыми сенями и котельной). Высота стен (от верха цоколя до крыши) составляет 3 м 20 см. Длина боковых стен равна 10 м. Длина фасадной (южной) стороны — 8 м 30 см. Для утепления стен дома я использовал стекловату. Первые два слоя толщиной по 50 мм выполнил матами, третий слой выполнил плитами толщиной 50 мм.
Расчёт площади утепления стен дома
(10 м+10 м+8,3м)х3,2 м=90,56 м2. Из этой площади необходимо вычесть общую площадь окон и дверей, в моём случае получим: 90,56-6,48=84,08 м2. Добавим к рассчитанной площади 10% (для запаса) и получим 92,5 м2.
Расчёт требуемого объёма утеплителя
Утеплитель в два слоя, общая толщина равна 100 мм или 0,1 м. Получим: 92,5 м2×0,1 м = 9,25 м3. В одной упаковке содержится 21,6 м2 или, при толщине утеплителя 50 мм — 1,08 м3 Таким образом, для утепления стен дома потребуется купить 9 упаковок теплоизоляции. (9,25 м3 /1,08 м3=8,56 упаковок). При стоимости одной упаковки 1240 руб. получим 11 160 руб. Расчёт требуемого объёма утеплителя для третьего слоя. Одной упаковки хватает на утепление 7,5 м2 площади. Т.е. нам потребуется купить 13 упаковок теплоизоляции (92,5 м2/7,5 м2=12,3 упаковки).
Расчёт ветро- и влагозащитного материала
Я покупал специальную паропроницаемую мембранную пленку. В одном рулоне содержится 70 м2. Недостающий материал мне отрезали от другого рулона.
Расчёт объёма пиломатериалов
Я использовал покупной брус (50×40) мм длиной 2 м 70 см. Расчёт рассмотрим на примере одной стены длиной 10 м и высотой 3 м 20 см для одного слоя, при шаге установки бруса примерно в 500 мм. Общее число установленных вертикально брусьев равно 21 шт. Требуемая высота 3м 20 см. Получим в погонных метрах — (21×3,2=67,2 пог. м). Зная длину бруса (2,7 м), получим требуемое число брусьев — 28 шт. (67,2/ 2,7=24,88), плюс 3 бруса (10%) — на запас (на обрезки, брак и т. п.). По аналогии можно рассчитать требуемый объём бруса для всех слоев всех стен. Самое главное не забыть учесть требуемое количество бруса при отделке углов, окон и дверей. При утеплении этих конструкций идёт больший расход бруса. Поэтому для более точного подсчёта бруса требуется сделать эскиз на бумаге.
В следующей статье рассмотрим особенности и технологию выполнения работ.
