Jak samostatně vypočítat tloušťku izolace pro stěny a střechy?

Při zateplování střechy je důležité vybrat vhodný tepelně izolační materiál a vypočítat jeho tloušťku. Pokud nainstalujete příliš tenkou vrstvu izolace, v domě bude v zimě zima a v létě horko. Pokud nainstalujete příliš silnou vrstvu tepelné izolace, povede to ke zbytečným výdajům. V tomto ohledu vám řekneme, jaká izolace se nejlépe hodí pro izolaci střechy a jak správně vypočítat její tloušťku.

Jaká izolace si vybrat

Na stavebním trhu je široká škála tepelně izolačních materiálů a ne vždy je zřejmé, který je nejlepší zvolit. Abychom vám usnadnili rozhodování, povíme vám o nejoblíbenějších z nich. Patří sem:

• Minerální (kamenná) vlna.
• Minerální vlna na bázi roztaveného křemene.
• Expandovaný polystyren.
• Extrudovaná polystyrenová pěna.
• Polyuretanová pěna.

Složení těchto materiálů, jejich výhody a nevýhody budou diskutovány níže.

Minerální (kamenná) vlna

Kamenná vlna je čedič tavený ve speciální peci. Z tohoto důvodu se často nazývá čedičový. Z roztaveného kamene se tvoří tenké nitě, které se spojují a vypalují při teplotě 200 °C. Vytvrzený materiál se řeže na izolační desky.

Hlavní výhodou kamenné vlny je její nízká tepelná vodivost. Čím je nižší, tím lépe materiál udržuje teplo v domě. Tepelná vodivost kamenné vlny je pouze 0,035–0,042 W/(m K). To je velmi dobrý ukazatel. Například 200 mm takové izolace udrží teplo stejně spolehlivě jako betonová zeď o tloušťce 3,5 metru. Mezi další výhody kamenné vlny patří její vysoká paropropustnost a nízká hygroskopičnost. To znamená, že dobře propouští vlhký vzduch, aniž by se namočil. Je důležité si uvědomit, že třída hořlavosti kamenné vlny je NG. To znamená, že nehoří a nepřispívá k šíření požáru.

Minerální vlna na bázi křemenné taveniny

Minerální vlna na bázi roztaveného křemene je vzhledově podobná kamenné vlně, liší se však složením. Tento typ vaty se vyrábí z křemenného písku, vápence a recyklovaného skla. Tyto ingredience se taví při vysokých teplotách a vtahují do vláken. Poté se spojí a ochladí. Výsledný materiál se formuje do plátů nebo rolí.

Tepelná vodivost křemenné vlny je stejně nízká jako u kamenné vlny – 0,038–0,046 W/(m K). Stejně jako čedičová izolace i materiál na bázi roztaveného křemene dobře „dýchá“ a při kontaktu s vlhkým vzduchem nevlhne. Také nehoří a nevypouští toxické látky. Rozdíl je v tom, že křemenná vlna je pružnější a často se vyrábí v rolích. Kamenná vlna se obvykle vyrábí ve formě desek.

Expandovaný polystyren (PPS)

Polystyrenová pěna se vyrábí metodou napařování: mikrogranule polymerního materiálu se umístí do formy a poté se vystaví působení vodní páry. V důsledku toho se granule roztahují a plní se vzduchem. Vzduchové bubliny nepropouštějí tepelnou energii, a proto má pěnový polystyren nízkou tepelnou vodivost rovnající se 0,037–0,042 W/(m K).

Mezi výhody pěnového polystyrenu patří kromě dobrých tepelně izolačních vlastností přijatelná cena, nízká hmotnost a odolnost proti vlhkosti. Značnou nevýhodou je prakticky nulová paropropustnost. To znamená, že pokud není zajištěno kvalitní větrání pod střechou izolovanou pěnovým polystyrenem, může se na její vnitřní výzdobě objevit vlhkost a plísně. Další nevýhodou polystyrenové pěny je její hořlavost. Tento materiál patří do skupiny hořlavosti G3, což znamená, že je snadno hořlavý a uvolňuje toxické látky.

Extrudovaná polystyrenová pěna (EPS)

Tento izolační materiál svým vzhledem a nízkou hmotností připomíná pěnový polystyren. Rozdíl je v tom, že EPS se vyrábí metodou vytlačování: granule polystyrenu se pod vysokým tlakem mísí s pěnotvornými činidly a poté se vytlačují z extrudéru. Díky tomu má EPS hustší strukturu a zvýšenou pevnost.

Výhodou extrudované polystyrenové pěny je nízká tepelná vodivost rovna 0,029 W/(m K) a odolnost proti vlhkosti, která je 10x lepší než u běžné polystyrenové pěny. Nevýhody: nízká paropropustnost a vysoká hořlavost. Protože EPS nepropouští páru, může se na vnitřním obložení střechy objevit plíseň. Pokud jde o hořlavost, extrudovaná polystyrenová pěna patří do třídy G4. To znamená, že stejně jako běžný pěnový polystyren dobře hoří a uvolňuje toxické látky.

Polyuretanová pěna

Polyuretanová pěna je pěnovitá směs polyolu (vícemocného alkoholu) a polyisokyanátu (hydroxylové pryskyřice). Tento typ izolace se vyrábí ve válcích a nanáší se pomocí stříkací pistole během procesu izolace střechy.

Hlavní výhodou polyuretanové pěny je její extrémně nízká tepelná vodivost, která se rovná 0,019–0,035 W/(m K). Navíc při aplikaci proniká i do těch nejmenších trhlin, čímž poskytuje spolehlivou tepelnou izolaci střechy. Je také vysoce odolný proti vlhkosti a neuvolňuje toxické látky. Nevýhody polyuretanové pěny jsou stejné jako u EPS a EPS – hořlavost (G3) a nízká paropropustnost.

Po výběru izolace pro střechu a zjištění její tepelné vodivosti můžete vypočítat její tloušťku. Jak to udělat, bude diskutováno níže.

Jak vypočítat tloušťku izolace

Hned je třeba poznamenat, že když mluvíme o tloušťce střešní izolace, máme na mysli celkovou tloušťku všech jejích vrstev. Tato tloušťka závisí na dvou hodnotách:

• Schopnost střešní krytiny odolávat přenosu tepla. Záleží na poloze domu. Tepelný odpor ve vašem městě zjistíte v tabulce níže.

• Součinitel tepelné vodivosti izolace. O tomto ukazateli jsme hovořili dříve. Každý izolační materiál má svůj součinitel tepelné vodivosti, proto všechny hodnoty uvedeme v jedné tabulce.

To platí nejen pro kamennou vlnu, ale také pro další izolační materiály v deskách a rolích: minerální vlna na bázi roztaveného křemene, polystyrenová pěna a extrudovaná polystyrenová pěna.

Celkový

Pro tepelnou izolaci střech se používá minerální (kamenná) vlna, minerální vlna na bázi roztaveného křemene, polystyrenová pěna, extrudovaná polystyrenová pěna a polyuretanová pěna.

Tloušťka střešní izolace závisí na schopnosti střešní krytiny odolávat prostupu tepla a na součiniteli tepelné vodivosti izolace. Pro výpočet tloušťky izolace střechy použijte vzorec: α_ut = (R 0 priv – 0,16) x λ_ut. Při izolaci střechy ve více vrstvách pokládejte izolaci v šachovnicovém vzoru. Díky tomu se mezi deskami nebudou tvořit studené mosty.

K tvoření v zimě pohodlí v domě, je nutné udržovat v prostorách optimální teplotu. To není obtížné, pokud se majitel o izolaci předem postaral.

Je však snadné položit tepelně izolační materiál nedostatečně. Pro účinnou tepelnou izolaci musí mít izolační vrstva určitou tloušťku.

Na první pohled zde nejsou žádné potíže. Stačí položit více tepelné izolace a v domě bude teplo. Každý izolační materiál má však určitou váhu, ke které se připočítává hmotnost konstrukce, která jej drží. A všechna tato váha je připevněna ke zdi, vytvářet další stres.

Pokud dodatečné zatížení překročí meze pevnosti stěny, tepelná izolace odpadne spolu s kusy zdi. Ale i když je síla stěny dostatečná, přílišná tepelná izolace nevede k další úspoře paliva.

V tomto případě vystupují do popředí tepelné ztráty při větrání nebo větráním, které se eliminují pomocí tepelné izolace. nelze to odstranit. Náklady na pokládku přebytečného izolačního materiálu však mohou být značné. Na druhou stranu snižování tloušťky tepelné izolace pod určitou hranici je také nerentabilní – zvyšují se tepelné ztráty a náklady na vytápění.

V prodejně stavebnin můžete prodejce požádat o výpočet potřebné tloušťky a celkového množství izolace. To se provádí pomocí speciálních počítačové programy. Je ale třeba vzít v úvahu, že zaměstnanci prodejen mají zájem prodat maximum stavebních materiálů, takže mohou cifry výrazně nafouknout. Jak najdeme zlatou střední cestu?

Na co se zaměřit při výpočtu tepelné izolace?

Problematikou zateplování budov se zabývá aplikovaná věda nauka o tepelném inženýrství. V souladu s jeho doporučeními byl vytvořen Code of Practice SP 50.13330.2012, který je součástí SNiP 23-02-2003 a upravuje tepelnou ochranu budov.

В SNiP 23-01-99 (stavební klimatologie) poskytuje výchozí klimatologická data pro lokality a regiony Ruské federace.

Tyto dokumenty sloužit jako orientační body pro výpočet požadované tloušťky a celkového množství tepelně izolačních materiálů. Po provedení těchto výpočtů obdrží majitel domu potřebné informace pro nákup a zahájení práce.

Výpočet tloušťky izolace pro stěny

Tepelná ochrana budov podle Řádu by měla takové požadavky splnit:

1. Tepelný odpor obvodových konstrukcí nesmí být nižší než hodnoty uvedené v dokumentu.
2. Konkrétní tepelně izolační vlastnosti domu nesmí překročit stanovenou normu.
3. Teplota vnitřního povrchu obvodových konstrukcí nesmí klesnout pod minimální přípustnou hodnotu.

Z těchto tří parametrů nejdůležitější jsou tepelný odpor a minimální hodnota vnitřní teploty. Budou sloužit jako klíčové hodnoty ve výpočtech.

Tepelný odpor R_TP se nazývá převrácená hodnota tepelné vodivosti. Jeho rozměr je m2 ·°C/W. Vnitřní teplota povrchů stěn pro obytné prostory je standardizována v rozmezí 20–22°C.

Počáteční hodnota pro výpočty je denostupeň topného období (zkráceně GSOP). Rozměr tohoto parametru je °C den/rok. GSOP se vypočítá pomocí následujícího vzorce:

kde t_B — vnitřní teplota (+22°C), t_OT — průměrná teplota venkovního vzduchu během topného období, z_ot — počet dnů topného období za rok, kdy průměrná denní teplota není vyšší než +8°C.

Moskva poslouží jako příklad. Pro hlavní město Ruské federace je délka topného období 214 dní/rok a průměrná venkovní teplota za toto období je t_OT= –3,1°C (viz Tabulka 1, Klimatologie budov). Dosadíme hodnoty do vzorce a dostaneme:

GSOP = [(22 – (–3,1)] · 214 = 5371,4 denostupně.

Hledáme hodnotu odporu prostupu tepla odpovídající tomuto počtu denostupňů (viz Tabulka 3, Směrnice). Výsledkem je číslo, které se liší od hodnot kulatého stolu a tabulka obsahuje pouze kulaté hodnoty. Pro jiné případy je poskytnut vzorec s koeficienty aab:

R_TP = a · GSOP + b

Dosadíme do něj hodnoty a dostaneme:

R_TP = 0,00035 · 5371,4 + 1,4 = 3,27999 m² °C/W.

Získaná hodnota však je celkový tepelný odpor stěny a izolace:

Ve výše uvedeném kodexu je doporučeno uvažovat tepelný odpor stavebních materiálů jako s přihlédnutím k provozním podmínkám. Podle mapy vlhkosti klimatu (stavební klimatologie) se Moskva nachází v pásmu normální vlhkosti. Tabulka 2 Kodexu doporučuje zohlednit tepelnou vodivost materiálů pro tyto podmínky v místnostech s normální vlhkostí (většina místností) pod písmenem B.

Předpokládejme, že potřebujeme izolovat stěny z plných hliněných cihel na maltu z cementu a písku o tloušťce 0,51 m (dvě cihly). Součinitel tepelné vodivosti takového zdiva je 0,81 W/m °C. Tepelná odolnost materiálů je určeno vztahem:

kde P je tloušťka materiálu, m, k je součinitel tepelné vodivosti, W/m °C. Dosazením hodnot dostaneme:

R_CT = 0,51 / 0,81 = 0,6296 m² °C/W.

Tepelný odpor tepelné izolace rovná se rozdílu mezi celkovým odporem a odporem stěny:

Zbývá určit tloušťku samotnou izolaci. Pro tepelnou izolaci použijeme desky z kamenné vlny o hustotě 50 kg/m³. Jeho součinitel tepelné vodivosti za uvedených podmínek je 0,045 W/m °C. Abychom získali tloušťku minerální vlny, vynásobíme její tepelný odpor součinitelem tepelné vodivosti:

P_y = R_y · k = 2,65039 · 0,045 = 0,11927 m nebo přibližně 12 cm.

Tento výpočet je vhodný pro izolaci stěn pod omítku.

Kamenná vlna jako porézní materiál na vnější straně zdiva obvykle položeny a překrýt je paropropustnou membránou, a následně je instalována provětrávaná fasáda.

Vzduch neustále prochází vzduchovou mezerou této fasády zdola nahoru. Zároveň odvádí nejen páru z vrstvy kamenné vlny, ale také vede ke ztrátě nějaké množství tepelné energie.

Pro provětrávané fasády Pro velké vícepodlažní budovy vyvinuli topenáři vzorce pro výpočet těchto tepelných ztrát. Umožňují vypočítat tloušťku dodatečné vrstvy izolace pro kompenzaci těchto ztrát. Mechanismus výpočtu je však velmi složitý a vyžaduje zohlednění mnoha veličin: rychlost proudění vzduchu ve vrstvě, její výšku, nehomogenity proudění atd.

Pro jednopodlažní venkovský dům nemá smysl provádět tak složité výpočty. Poradí zkušení specialisté při instalaci provětrávané fasády zvýšit výpočtovou tloušťku tepelné izolace přibližně o 30 %. V našem příkladu dostaneme:

P=P_y · 1,3 = 0,11927 · 1,3 = 0,1550 m nebo přibližně 15 cm.

To znamená, že k izolaci domu v Moskvě se zdivem z plných cihel na maltu z cementu a písku s vnější tloušťkou stěny 0,51 cm budete muset položit tři vrstvy desek čedičovou vatu o tloušťce 50 mm a poté nainstalujte provětrávanou fasádu.

Výpočet tloušťky izolace pro střechu

Výpočet tloušťky tepelné izolace při pokládání pod střechu má také své vlastní vlastnosti. Pod šikmou nebo sedlovou střechou se izolace instaluje podle stejného principu jako na stěnu s provětrávanou fasádou.

Vzduch proniká pod střechu zespodu a procházející vzduchovou mezerou nad izolací vystupuje štěrbinami pod hřebenem. To také způsobuje dodatečné tepelné ztráty, které je nutné zohlednit při výpočtu tloušťky tepelné izolace.

Vypočítejte tloušťku izolace pro zastřešení je to mnohem jednodušší než pro stěny. Vždyť samotná střecha nemá prakticky žádný tepelný odpor a pod izolací na šikmé nebo sedlové střeše není žádný pevný tlustý konstrukční materiál. To znamená, že je třeba vzít v úvahu pouze tepelný odpor izolace.

Při výpočtu budeme vycházet ze stejné hodnoty GSOP = 5371,4 denostupně a použijeme stejné vzorec pro odpor přenosu tepla RTP = a · GSOP + b. Vezmeme však hodnoty odporu ve sloupci 5 pro podkrovní podlahy. Koeficienty a a b jsou zde různé: a = 0,00045; b = 1,9. Dosazením těchto hodnot do vzorce dostaneme:

R_У = 0,00045 · 5371,4 + 1,9 = 4,3171 m² °C/W.

Tloušťka izolace počítáme stejně jako u stěn:

P_У = R_У · k = 4,3171 · 0,045 = 0,19427 m nebo přibližně 20 cm.

Jinými slovy pro izolaci šikmou nebo sedlovou střechou Dům v Moskvě bude vyžadovat čtyři vrstvy desek z čedičové vlny, každou o tloušťce 50 mm.

Tloušťku izolačních materiálů při jejich pokládání na stěny můžete vypočítat sami, s přihlédnutím k údajům aktuálních stavebních předpisů a předpisů. Výpočet tloušťky tepelné izolace pro střechu se prakticky neliší od výpočtu pro stěny, ale v tomto případě je nutné použít hodnoty tepelného odporu z jiného sloupce tabulky.

Jak vypočítat tloušťku izolace stěn pomocí tabulky tepelné vodivosti materiálů, podívejte se na video: