Очень теплые стены
Благодаря утеплению дома толстым слоем теплоизоляционного материала, его коэффициент теплопроводности будет намного ниже, чем требования стандартов.
В сравнении с восьмидесятыми годами прошлого века внешние стены, которые строятся в соответствии с существующими сейчас требованиями к теплоизоляции, можно признать очень теплыми. Проблема в том, что это не совсем так.
Толстые теплоизоляционные плиты из минеральной ваты требуют, кроме приклеивания, также и механического крепления штырями.
Из пористых керамических блоков можно построить однослойные стены толщиной 44 или 50 см.
В начале семидесятых годов двадцатого века коэффициент теплопроводности U для стен дома нормировался не более 1,16 Вт/(на 1 кв. м). Для домов, спроектированных в 1974-1982 годах, он составлял 0,75; в 1982-1991 годах изменился до 0,55 (а также 0,7 для однослойных стен), что бы, наконец, после 1991 года дойти до величины 0,3 (а также 0,5 для однослойных стен). Как видно, в сфере требований теплосбережения стен дома на протяжении последних тридцати лет достигнут достаточно большой прогресс. Теперь, однако, можно, и нужно, строить еще лучше, чем допускают правила.
Зачем строить более теплые стены
Ответ прост – чтобы меньше платить за обогрев дома. Чем лучше стена будет утеплена, тем меньше тепла уйдёт через нее изнутри дома наружу, и, следовательно, меньше энергии будет необходимо для его обогрева. А поскольку цены на энергию и топливо для обогрева домов постоянно растут (и ничего не указывает на то, что эта тенденция может измениться), то уже на этапе проектирования дома стоит подумать, что сделать, для того, чтобы эти повышения цен коснулись нас в возможно наименьшей степени.
Решением является строительство такого дома, который будет требовать как можно меньше энергии, – или энергосберегающего дома. Это связано, конечно, с большими расходами на этапе строительства. Если, однако, учитывать будущую экономию, связанную со значительно более низкими расходами на эксплуатацию дома, то оказывается, что это выгодно. Для сравнения: потребность тепла для дома, построенного в соответствии с существующими нормами, составляет около 150-160 кВтчас/кв. м/год; а энергосберегающего дома – едва 15-30 кВтчас/кв. м/год.
Конечно, концепция дома, потребляющего мало энергии, не сводится только к качественно утепленным стенам. В таком доме необходимо также очень хорошо утеплить крышу и полы первого этажа, а также применить весь комплекс энергосберегающих решений – от выбора соответствующих теплоизоляционных материалов и очень теплых окон, до установки современных систем отопления и вентиляции. Тем не менее, очень теплые стены это один из самых существенных элементов, влияющих на потребление энергии домом. В энергосберегающем доме коэффициент теплопроводности стен не должен превышать 0,2 Вт/кв. м.
Теплая, хотя и без утепления.
По существующим нормам однослойные стены (или построенные без утепления) должны иметь коэффициент теплопроводности не более 0,5. Производители стеновых материалов предлагают, однако, материалы со значительно лучшими параметрами. Застройщики, которые выбрали однослойную технологию, имеют на выбор кроме прочего:
– пористые керамические блоки, толщиной 44 см (U = 0,31);
– пористые керамические блоки, толщиной 50 см (U = 0,29);
– блоки из ячеистого бетона (пенобетона), толщиной 40 или 42 см (U = 0,23);
– керамзитобетонные блоки, толщиной 36,5 см (U = 0,38);
– керамзитобетонные блоки с пенопластовым вкладышем, толщиной 36 см (U = 0,19).
Внимание! Нужно помнить, что готовая стена это не только сами блоки или кирпичи, но и раствор для их соединения. Обычные растворы имеют намного более высокую теплопроводность, чем стеновые материалы. Поэтому для строительства однослойных стен надлежит применять теплосохраняющие растворы, например с дополнением перлита или керамзита (их коэффициент теплопроводности соизмерим с коэффициентом стеновых материалов). Зато элементы точных размеров (блоки из пенобетона) укладываются на клеевые растворы – в готовой стене их слой имеет толщину всего 1-3 мм.
Как видно, даже выбирая однослойную технологию, можно построить стены с очень хорошим коэффициентом теплопроводности. Однако действительно тёплая стена – с коэффициентом теплопроводности равным или меньшим 0,2 – должна быть утеплена.
Стены с утеплением
В однослойной стене кладка должна одновременно быть прочной и устойчивой к необходимым нагрузкам, а также защищать от потерь тепла. В многослойных стенах эти функции разделены. Кладка отвечает, прежде всего, за несение нагрузок в здании (для этого она не обязана быть толстой; возведение кладки более толстой, чем это вытекает из необходимой нагрузочной способности, является только лишними расходами). За теплозащиту стены отвечает утепление. В проекте толщина утепления, вероятно, будет рассчитана так, чтобы коэффициент теплопроводности стены был равен нормативному значению 0,3. Ничто, однако, не мешает увеличить толщину утепления, улучшая тем самым тепловую изолированность стены. Конечно, это означает немного большие расходы на вату или пенопласт, но на это действительно не стоит жалеть средств. Потраченные деньги быстро окупятся, а оплачивать более низкие счета мы будем многие годы.
Перед принятием решения о лучшем утеплении дома необходимо подсчитать, какая толщина изоляции для данной перегородки будет оптимальной. Помочь в том может проектировщик или технический консультант производителя теплоизоляционных систем. Ориентировочно, можно, однако принять, что если мы хотим иметь стену с коэффициентом теплопроводности U = 0,2 (или с тепловым сопротивлением R = 5) мы должны будем утеплить её слоем ваты или пенопласта (принимая, что удельный коэффициент теплопроводности для этих материалов равен 0,038) толщиной:
· 12 см – если несущий слой состоит из пенобетонных блоков толщиной 24 см (его U = 0,56; R = 1,78);
· 17 см – для стены из пустотелых блоков из теплой керамики толщиной 18,8 см, которые соединённых на шип и паз (её U = 1,63; R = 0,61);
· 16 см – для стены из пустотелых блоков теплой керамики толщиной 25 см, которые соединённых на шип и паз (её U = 1,25; R = 0,8);
· 14 см – для стены из керамзитобетонных блоков толщиной 24 см (её U = 0,86; R = 1,15);
· 17 см – для стены из известняково-песчаных блоков, толщиной 18 см (её U = 2,5; R = 0,4).
Внимание! Это ориентировочные расчеты и не учитывают теплового сопротивления штукатурного слоя (в двухслойных стенах) или облицовочной поверхности (в трёхслойных стена).
Чем утеплять
Самыми популярными материалами для утепления внешних стен являются минеральная вата и пенопласт. Пенопласт применяется чаще, учитывая более низкую цену, однако вата, в отличие от пенопласта, имеет важное преимущество: полную негорючесть. Благодаря этому, применённая на стенах вата существенно улучшает пожаробезопасность дома и его обитателей. Термоизоляционные свойства разных видов ваты и пенопласта близки: коэффициент теплопроводности этих материалов составляет в среднем 0,04. Однако недавно появились на рынке новые виды пенопласта (их можно распознать по характерному темно-серому цвету), в которых – благодаря дополнениям облагороженного графита – удалось его снизить даже до 0,031 (чем меньшая величина этого коэффициента, тем лучше материал защищает от потерь тепла). Применение пенопласта с повышенной тепловой изоляционностью означает возможность уменьшения толщины утепления без ухудшения теплозащитных свойств стены. Например: с 19 см до 15 см в стенах с U = 0,2 или с 26 до 21 см в стенах с U = 0,15.
Низкий коэффициент теплопроводности стены этого дома обеспечивается керамзитовыми блоками с пенопластовыми вкладками.
Ячеистый бетон – это материал, охотно применяемый в строительстве однослойных стен.
Двухслойная стена состоит из несущего слоя (кладка), и утеплителя.
Как рассчитать тепловое сопротивление стены
Зная коэффициент теплопроводности U стены, можно рассчитать, имеет ли она достаточно большое тепловое сопротивление R.
Тепловое сопротивление R обратно пропорционально коэффициенту теплопроводности U (R = 1/U); для стен с коэффициентом U = 0,2, сопротивление R будет равно 5,0. От величины R зависит, как быстро тепло будет уходить из нашего дома – чем больше R, тем лучше. Стены дома построены обычно из нескольких слоев (например: несущая стена и утеплитель, или несущая стена, утеплитель и облицовочная стена) – каждый из этих слоев в разной степени составляет сопротивление утечкам тепла изнутри дома. Тепловое сопротивление стены это сумма сопротивлений ее отдельных слоев. Чтобы узнать тепловое сопротивление стены нужно суммировать тепловые сопротивления ее слоев.
Как рассчитать необходимую толщину утеплителя (Rд) при котором тепловое сопротивление стены будет равно R = 5,0? От ожидаемого сопротивления стены (Rо = 5,0) нужно отнять сопротивление существующей стены (Rс) а также коэффициент прибывания и убывания тепла, который равен 0,17. Результат укажет, какое сопротивление должен иметь дополнительный слой утеплителя. Используя нижеприведенные данные, нужно определить, какой толщине утеплителя соответствует найденный результат.
Пример: Стена из пустотелых блоков тёплой керамики толщиной. 18,8 см имеет R = 0,61. Сколько нужно использовать утеплителя (при удельном коэффициенте его теплопроводности 0,038) чтобы её тепловое сопротивление R равнялось 5,0?
Rд = 5, 00 – 0,61 – 0,17 = 4,22.
Толщина утепления должна составить 16-17 см (тогда его тепловое сопротивление Rд = 4,21-4,47).
Ниже приведены величины теплового сопротивления R отдельных слоев стены:
- минеральная вата и пенопласт (с коэффициентом = 0,038), толщиной:
– 12 см: 3,15
– 15 см: 3,95
– 18 см: 4,73
- несущая стена из:
– блоков пенобетона, толщиной 24 см: 1,78
– пустотелых блоков из тёплой керамики, толщиной 18,8 см, P+W: 0,61
– пустотелых блоков из тёплой керамики, толщиной 25 см, P+W: 0,8
– керамзитобетонных блоков, толщиной 24 см: 1,15
- стена с облицовкой из:
– обжигового кирпича, толщиной 12 см: 0,11
– силикатного кирпича, толщиной 12 см: 0,13
- щель воздуха, толщиной 2,5-5 см: 0,18
- известково-цементная штукатурка, толщиной 1,5 см: 0,02.
В трёхслойной стене утеплитель защищён дополнительным облицовочным слоем, обычно из облицовочного кирпича, не требующего штукатурки
Минеральная вата – этот материал ценится не только за отличные термоизоляционные свойства, но и за полную негорючесть
Пенопласт тёмно-серого цвета благодаря добавлению графита лучше изолирует тепло, чем традиционный, белый
Спасибо автору, это лучшая статья про теплые стены, которая мне попадалась на глаза в рунете. Сложные вещи преподнесены доступно, вопрос освещен подробно, в одной статье содержатся сравнительные характеристики разных теплоизоляционных материалов и ценные практические советы. Лично для меня самым полезным стало подробное описание алгоритма расчета толщины утеплителя.
Отличные рекомендации, как утеплить стены в зависимости от использованного для строительства материала и его толщины. А вот какой лучше использовать способ, часто зависит от местных цен на разные материалы. Обычно, если какой-то утеплитель производится в том же районе, то его можно купить за меньшую цену. Всегда стоит вначале оценить по стоимости разные варианты, чтобы найти оптимальный.
И блоки пенопластовые, и минеральная вата благодаря уменьшению теплопроводности стен не только сокращают расходы на отопление дома, но и летом экономят расходя на кондиционирование. После утепления фасада мой тесть пользуется кондиционерами летом только в дневное время, так как ночью температура внутри дома уже вполне приемлемая.
Теплые трехслойные стены можно создавать непосредственно в процессе возведения стен, используя несъемную опалубку из полистирола при возведении монолитных коттеджей. В этом случае процесс намного упрощается и ускоряется, а стены, кроме утепления, получаются идеально ровными и готовыми под финишную отделку изнутри и снаружи.
Недостаточно утеплять только стены для снижения теплопотерь. Важными проблемами являются также такие вопросы, как утеплить крышу дома, снизить потери тепла через окна, сделать максимально теплым пол. Сейчас утепляют сразу при строительстве фундаменты и цоколь здания. В жилых мансардах утепление проводят с внутренней сторону кровли.
Современные теплоизоляционные материалы поражают своей эффективностью. Одна и та же толщина стены из керамзитобетонных блоков может обладать в два раза меньшей теплопроводностью при использовании вкладыша из пенопласта, что не может не впечатлять. Не только частные дома, но и квартиры в многоэтажках стали гораздо теплее после утепления наружных стен.
Автор ничего не пишет о точке росы при утеплении минватой или пенопластом.А это – важнейший вопрос теплой стены.
да.да.-это верно.