Теплоизоляционные характеристики пенопласта

Свойства и характеристики пенопласта

Характеристики пенопласта позволяют определить степень его эффективности, как утеплителя, при определенных условиях. Этот материал имеет свои плюсы и минусы, поэтому его используют выборочно. Но такие свойства пенопласта, как теплопроводность, длительный срок службы и сравнительно хорошая паропроницаемость делают его довольно популярным, несмотря на появление более новых аналогов.

  1. Область использования
  2. Технические характеристики утеплителя
    1. Коэффициент теплопроводности
    2. Звукоизоляционные свойства
    3. Влагопоглощение материала
    4. Условия температурного режима
    5. Устойчивость к внешним факторам
    6. Устойчивость к химическим веществам
    7. Горючесть материала
  3. Основные свойства
    1. Плотность изделия
    2. Размеры и габариты
  4. Достоинства и недостатки пенопласта

Структура и сферы применения

Свои характеристики пенопласт приобретает благодаря особому строению. Это гранулированный материал, в основе которого полистирол. Он содержит до 98% воздуха, тогда как объем плотной структуры не превышает 2%. Применение сухого пара с целью обработки гранул обеспечивает основные свойства: низкую плотность пенопласта и малый вес.

Листы формуются после тщательной просушки основного материала. Такая технология производства придает и другие качества пенопласту: невысокий коэффициент теплопроводности, что делает его популярным утеплителем; низкая степень прочности листа. Последний из факторов может повлиять на срок службы изделия. Применяют утеплитель данного вида в разных областях: строительная отрасль; пищевая промышленность (упаковка), радиоэлектроника, судостроение.

Обзор технических характеристик

Существуют разные марки пенопласта, каждая из которых имеет собственный набор свойств и параметров. На основании этой информации следует делать выбор.

Показатель коэффициента теплопроводности

Замкнутые ячейки представляют структуру пенопласта, благодаря чему утеплитель данного вида приобретает способность задерживать тепло в помещении. Коэффициент теплопроводности составляет: от 0,033 до 0,037 Вт/(м*К).

За счет низкой теплопроводности утеплителя обеспечивается высокая степень энергосбережения.

Эффективным считается утеплитель, значение данного параметра которого составляет не более 0,05 Вт/(м*К). Существуют и более действенные материалы, однако, средние характеристики пенопласта позволяют успешно применять его до сих пор.

Звукоизоляционные качества, защита от ветра

Наилучшим для защиты от посторонних шумов является материал, который имеет следующие технические характеристики: низкую теплопроводность и одновременно с тем способность пропускать воздух. Под эти критерии подходит пористый пенопласт. Это означает, что утеплитель данного вида отлично справляется с задачей по защите объекта от шума.

Причем, чем значительнее толщина листа, тем лучше звукоизоляционные качества материала. Если нужно обеспечить защиту объекта от ветра, то пенопласт успешно решит и эту проблему, так как состоит из множества закрытых ячеек.

Влагопоглощение

Способность утеплителя данного вида поглощать воду довольно низкая, что позволяет считать его негигроскопичным. Показатель влагопоглощения при постоянном контакте с водой на протяжении суток соответствует 1%.

Материал равнодушен к воздействию влаги и практически ее не впитывает.

Это несколько больше, чем у пеноплекса (0,4%), но и меньше, чем у большинства некоторых других аналогов, например, минваты. Благодаря низкой гигроскопичности срок службы пенопласта значительно продлевается, так как снижается риск образования плесени или грибка.

Температурный режим

Рассматриваемый утеплитель не меняет своих свойств при существенном повышении температуры (до 90 градусов). Низкие значения также не оказывают пагубного влияния на материал данного вида, поэтому его задействуют, в частности, при теплоизоляции наружных стен. Но во время укладки с применением клеящего состава рекомендуется соблюдать температурный режим: не ниже +5 и не более +30 градусов.

Влияние внешних факторов

К таковым относят: перепады температур, ветровая нагрузка, дожди, снега и любой механический источник давления. Прочность листа пенопласта невысока под воздействием последнего из рассмотренных факторов.

Благодаря своим теплоизоляционным характеристикам пенопласт получил широкое распространение при утеплении стен, кровли, потолка, балконов.

Это обусловлено малым весом и крупноячеистой структурой. Причем толщина материала практически не меняет ситуацию. Если сравнить его с пеноплексом, данный вариант отличается высокими прочностными характеристиками.

Степень устойчивости к химическим веществам и микроорганизмам

При контакте с рядом веществ свойства пенопласта не меняются, к таковым относятся: соляные растворы, щелочь, кислота, гипс, известь, битум, цементный раствор, некоторые виды лакокрасочных материалов (на основе силиконов и водорастворимые составы). Нужно избегать контакта утеплителя на основе полистирола с такими веществами: растворители, ацетон, скипидар, бензин, керосин, мазут.

Учитывая низкую гигроскопичность и закрытую структуру материала, пенопласт не обеспечивает подходящие условия для размножения вредоносных микроорганизмов.

Пожаробезопасность

Утеплитель относится к быстровоспламеняющимся материалам (категория горючести Г3 и Г4), однако, время его горения при условии устранения источника возгорания не превышает 3 сек.

Если выбрали утеплитель пенопласт, знайте, он плохо противостоит горенью

Будет заблуждением считать такой материал полностью безопасным, но все же его часто используют, что обусловлено выделением меньшего количества энергии при горении, а также самопроизвольным затуханием.

Свойства

Габариты листа, в частности, его толщина, а также плотность являются одними из главных показателей, на основании которых делается выбор материала.

Основные характеристики и свойства утеплителя

Плотность

Данный параметр представляет собой соотношение веса к объему, соответственно, единицы измерения – кг/куб. м. Чем более высокой является плотность пенопласта, тем он будет тяжелее. А вес изделия – один из факторов, формирующих стоимость изделия. Соответственно, чем больше плотность и вес, тем дороже будет стоить утеплитель.

Пенопласт имеет 4 марки плотности: М15, М25, М35, М50. Выше марка — больше плотность, больше плотность — выше теплоизоляция.

Если рассматривать влияние данного параметра на показатель теплопроводности, то прямой связи не наблюдается. Основа пенопласта – воздухонаполненные закрытые ячейки. Повышение плотности может лишь незначительно изменить показатель теплопроводности (на десятые доли) из-за уплотнения гранул. В целом же общая структура материала остается неизменной, а значит, не меняется и его способность удерживать тепло.

Существуют разные марки утеплителя на основе полистирола: с обозначением 15, 25, 35 и 50. Значения соответствуют толщине листа. Дополнительно могут указываться некоторые буквы: А, Н, Ф, Р, Б, С, что определяет способ изготовления или специфические свойства.

Габариты

Стандартные размеры пенопласта:

  • 1,0х1,0 м;
  • 1,0х0,5 м;
  • 2,0х1,0 м.
Читайте также:  Уход за участком, дачные инструменты

Толщина утеплителя варьируется в пределах от 10 до 100 мм с определенным шагом: 10 мм; 20 мм; 30 мм; 40 мм; 50 мм и 100 мм. Чем больше значение данного параметра, тем дороже он обойдется. На прочностные характеристики толщина не влияет, если только не рассматривается материал с высокой плотностью.

Плюсы и минусы

Недостатков у листов полистирола немного: низкая прочность на изгиб; разрушение при контакте с некоторыми видами красок и агрессивных составов; недостаточно высокий показатель паропроницаемости, хоть и выше, чем у пеноплекса.

  • Низкая цена;
  • Длительный срок службы;
  • Небольшой вес;
  • Незначительный уровень гигроскопичности;
  • Устойчивость к высокой и низкой температуре;
  • Несложный монтаж и простота обработки;
  • Устойчивость к образованию грибка;
  • Низкий коэффициент теплопроводности.

Плюсы и минусы пенопласта, сравнение с другими утеплителями

Все эти положительные качества обеспечивают технические характеристики утеплителя, а также его свойства. Срок службы рассматриваемого материала хоть и длительный, однако, ниже, чем у аналога – пеноплекса.

По некоторым характеристикам этот утеплитель превосходит другие аналоги, например, минвату. Но есть и существенные недостатки, в частности, неустойчивость к ряду составов, низкая прочность.

Утеплитель пенополистирол – технические характеристики и нюансы применения

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Статья подготовлена при участии специалистов Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола

Рынок теплоизоляционных материалов представлен различными категориями, что значительно упрощает выбор подходящего утеплителя для конкретных задач. Один из самых востребованных в частной сфере изоляторов – пенополистирол, его популярность объясняется как высокими техническими характеристиками, так и доступностью. Тем не менее, вокруг него не утихают баталии между сторонниками и противниками, человеку, далекому от строительства, достаточно сложно разобраться, какие из свойств утеплителя реальные, а какие из разряда «страшилок». Мы попробуем облегчить задачу новичкам, да и более опытным умельцам нашего портала будет нелишне освежить информацию. А помогут отделить «зерна от плевел» специалисты Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола.

  • Что собой представляет пенополистирол.
  • Основные характеристики пенополистирола.
  • Сфера применения пенополистирола.

Что собой представляет пенополистирол

Зачастую пенополистирол (ППС) называют пенопластом, что вполне оправдано, так как пенопласт – это общее понятие, объединяющее группу вспененных пластических масс (полимеров), к которой и относится ППС.

Пенополистирол – жесткий материал с ячеистой структурой, полученный путем спекания гранул, получаемых из суспензионного вспенивающегося полистирола беспрессовым способом. В России пенополистирол имеет ряд других, широко употребляемых названий: пенопласт, ПСБ – С, вспененный полистирол. В других странах для его обозначения используется аббревиатура EPS (expanded polystyrene). При этом необходимо различать белый вспененный пенополистирол и цветной экструдированный пенополистирол (XPS), который имеет другую структуру, свойства и, собственно, другой способ производства.

ППС выпускается в виде плит различной плотности и толщины, сформованных из гранул одной фракции, однородного белого цвета без характерного химического запаха.

Если разломить плиту, линия отрыва должна проходить не только по границе спекания гранул, но и непосредственно через них.

Основные характеристики ППС

Так как ППС на 98 % состоит из воздуха и только на 2 % из оболочек вспененного полистирола, его главной характеристикой является минимальная теплопроводность – 0,032-0,034 Вт/(м·С). Кроме того, плиты паропроницаемы, но влагостойки, так как даже при полном погружении практически не впитывают воду. То есть, материал достаточно хорошо проводит пар, но не накапливает влагу, в отличие от некоторых других теплоизоляторов.

К отличной теплопроводности, паропроницаемости и влагостойкости стоит добавить устойчивость плит к биологическим поражениям.

Пенополистирол биологически нейтрален, это значит, что плесень и грибок не размножаются на поверхности вспененного полистирола, что доказано многочисленными исследованиями.

Не менее значим и большой срок службы с сохранением характеристик даже в суровых условиях применения.

Пенополистирол был подвергнут пятидесяти циклам замораживания/размораживания в четырехпроцентном растворе хлорида натрия. Раствор соли обеспечивал жесткие условия испытания. По результатам тестов не выявлено никакого влияния на целостность структуры. Сейчас блоки из пенополистирола широко используются в Норвегии для устройства дорог, тоннелей и искусственных насыпей. Наши же исследователи провели испытания с большим количеством циклов и прогнозируют долговечность пенополистирола не менее 100 лет.

Но кроме внешних воздействий, в процессе эксплуатации материал может подвергаться и другим угрозам, одна из них, волнующая наших умельцев – мыши.

Хотелось бы затронуть тему с мышами и пенопластом – слышал, что после посещения пенопласта мышами от него остается труха, правда ли это?

Что касается грызунов, то питательной ценности ППС для них не представляет, однако они могут в нем завестись, как и в любом другом теплоизоляционном материале. Поэтому необходимо выполнять мероприятия, ограничивающие грызунам доступ к утеплителю, и закрывать поверхность облицовочными слоями. Кроме того, мыши и крысы – это вопрос не строительного характера, а скорее гигиенического.

По поводу экологичности производных полистирола баталии не утихают с момента начала производства и по сей день: одни считают материал абсолютно безвредным и экологичным утеплителем, другие – настоящей миной замедленного действия. А истина, как обычно, посредине.

Читайте также:  Характеристики алюминиевых радиаторов отопления

Ранее считалось, что все полимеры весь свой жизненный цикл эксплуатации выделяют вредные вещества, так как процесс полимеризации нельзя довести до конца на 100% молекулах. Это все от того, что когда все в Европе занимались в середине прошлого века химией, мы занимались «кукурузой». Современные технологии и оборудование мирового уровня (зарубежные линии) давно решили эту проблему. На заводе СИБУРа в Перми стоит лучшее по мировым меркам оборудование, применяется передовая на сегодня технология. В процессе сушки выводятся все не связанные в цепочки молекулы стирола. В процессе эксплуатации если он и выделяет что, то, конечно, в пределах, допустимых санитарными нормами. По нашим испытаниям в кубе изделия из пенополистирола менее 0.002 мг стирола (что соответствует нормам ПДК).

Мало кто знает, но стирол находится в таких распространенных продуктах, как орехи и клубника. Во всем мире упаковка из ППС очень востребована – рыбные ящики, стаканчики под горячее, лотки под мясо и т.д.

Еще один из важнейших параметров – горючесть, так как от пожара никто не застрахован, но желательно обойтись без трагических последствий. Пользователей волнует не только горючесть ППС, но и дымообразующая способность.

ППС – горючий материал (Г3), но он не поддерживает горения, так как содержит антипирены. То есть, если поднести горелку и убрать, то максимум через 4 секунды он потухнет. Это при испытаниях. А если пожар, как на заводе ЗИЛ, где горел металл, и температура зашкаливала за 1000⁰С, то сгорит абсолютно все. При горении ППС выделяется углекислый и угарный газы, те же самые, что и при горении дерева. Суть в том, что это количество дыма гораздо меньше, так как плотность ППС в среднем 15 кг/м³, что меньше, чем у других материалов. Но скорость дымообразования выше, чем у того же дерева, поэтому его никогда не применяют в открытых конструкциях. ППС закрывают штукатурным слоем. Например, фасадная система с пенополистиролом и фасадная система с минеральной ватой имеют один класс пожарной опасности – К0.

Обзор пенопласта как утеплителя

Кандидат наук, бессменный эксперт сайта, реальный, а не абстрактный (в отличие от прочих ресурсов) человек.

Строители широко используют пенопласт для тепло- и звукоизоляции частных домов, квартир в многоэтажных домах, крупных строительных объектов. Утепляют фасады, шумоизолируют с одновременным утеплением стены и потолки квартир и домов изнутри.

Редакция портала StroyGuru решила выяснить, насколько эффективно применять пенопласт для утепления и звукоизоляции, как правильно выбрать утеплитель, какие материалы и инструменты потребуются при проведении термоизоляционных работ.

Характеристики

Сложно найти человека, который на бытовом уровне не сталкивался бы с пенопластом: легкими листами белого цвета из вспененного беспрессовым способом стиропора (другое название — полистирол).

Впервые материал получен в средине ХХ века фирмой «BASF» путем полимеризации стиропора с одновременным введением в расплавленную смесь пенообразующего вещества. В результате получился материал на 98% состоящий из воздушных камер, образованных тонкими стенками полистирола.

Газ, как известно, передает тепло только конвекционным способом, чего нет в ячейках пенопласта. А по стенкам камер передача тепла незначительная из-за их малой толщины. Поэтому полученный компанией «BASF» материал оказался прекрасным утеплителем.

Для идентификации видов пенопласта используются наборы из букв и цифр. Маркировка выглядит следующим образом: ПСБ-С-25 Ф, где ПСБ показывает, что это беспрессовый полистирол, С — самозатухающий, 25 — плотность в кг/м 3 , Ф — фасадный. Вместо буквы «Ф» или рядом с ней могут стоять:

  • А — правильная геометрическая форма с ровной кромкой;
  • В — кромка с L-образным срезом;
  • Р — листы нарезались горячей струной;
  • Н — можно использовать для наружных работ.

В процессе производства можно добиваться разной плотности пенопласта с разными показателями механической прочности, жесткости, стойкости к различным видам воздействия. В зависимости от величины массы материала на единицу объема (кг/м 3 ), выделены следующие марки утеплителя: ПСБ-15, ПСБ-25, ПСБ-35. Иногда в продаже можно встретить ПСБ-50. Но он используется в основном для устройства несъемной опалубки при монолитном строительстве.

Имея разную плотность, пенопласт обладает разными физико-техническими показателями. Для наглядности основные характеристики сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Основные показатели марок пенопласта.

Марка пенопласта / Показатели ПСБ-С-15 ПСБ-С-25 ПСБ-С-35
Теплопроводность, Вт/(м×°К) 0.043 0.039 0.037
Плотность, кг/м3 8,0-15,0 15,0-25,0 25,0-35,0
Прочность на сжатие, мПа 0,04-0,05 0,08-0,10 0.16
Устойчивость на изгиб, мПа 0,06-0,07 0.18 0.25
Класс горючести Г3 Г3 Г3
Коэффициент паропроницаемости, мг/(м*ч*Па) 0.05 0.05 0.05
Время самозатухания после контакта с открытым пламенем, сек 4 1 1
Водопоглощение при погружении в воду на 24 часа, % 4 3 2

По толщине производители предлагают листы от 10 до 100 мм с шагом в 10 мм. При необходимости есть возможность на любом производстве получить утеплитель пенопласт толщиной до 500 мм при одинаковой цене за 1 м 3 . Наиболее популярная среди покупателей толщина в 40 и 50 мм.

Объясняется это тем, что пенопластовая плита толщиной в 5 см имеет такие же теплосберегающие свойства, как древесина толщиной в 27 см, кирпичная кладка в 75 см, бетонная стена толщиной 150 см. Этого достаточно для утепления жилья в средней полосе России. Для районов Крайнего Севера нужен более толстый утеплитель — 10 см.

По длине и ширине приняты два стандарта: 500 х 1000 и 1000 х 1000. Иногда можно встретить размер 1000 х 2000.

Плюсы и минусы

У пенопласта есть как сильные стороны, так и слабые. Плюсы очевидны:

  • низкая теплопроводность — 0,037-0,041 Вт/(м·K), сравнимая с минеральной ватой, что позволяет эффективно утеплять конструкции здания из кирпича, бетона, керамзитобетона, газосиликатных блоков и т.д.;
  • способность сохранять эксплуатационные свойства в большом диапазоне температур: от -50 o С до +75 o С (если отсутствует контакт с открытым пламенем, начинает разрушаться при +160 o С);
  • низкая стоимость — относится к бюджетному виду материалов;
  • простой монтаж — нет необходимости монтировать обрешетку, так как фиксируется клеевым способом;
  • не требует опыта работы и специальных инструментов при проведении термоизоляции;
  • малый удельный вес — не создает нагрузку на конструктивные элементы здания;
  • не служит базой для размножения плесени и грибка;
  • проявляет инертность к компонентам цементно-песчаного раствора, гипсу, слабым кислотам.

Минусы также есть, но на них потребители мало обращают внимания. Среди недостатков:

  • горючесть — класс Г3 (нормально горючие). Здесь необходимо уточнение: производители утверждают, что утеплитель самозатухающий из-за специальных добавок — антипиренов, о чем говорит маркировка буквой «С» (см. фото выше). Однако такое свойство во время опытов демонстрирует только продукция известных брендов: «Nova Chemicals», «BASF», «Polimeri Europa» и «Styrochem». Российские производители также вводят в состав антипирены, но эффекта самозатухания не получают: продукция прекрасно горит;

  • выделение ядовитых веществ во время горения (синильная кислота, фосген, бромистый водород и др.) в результате чего человек во время пожара быстро теряет сознание и погибает;
  • переход в текучую фазу в процессе горения — растекается по полу, увеличивая площадь пожара;
  • выделение вредного для здоровья стирола при повышении температуры свыше +30 o С;

Внимание: вреден ли пенопласт как утеплитель внутри помещения? При отсутствии экстремальных (высокая температура) или форс-мажорных обстоятельств (пожар), утеплитель из пенопласта абсолютно безвреден для человека, чего не скажешь при возникновении внештатной ситуации.

  • малый срок эксплуатации — 5-7 лет, в течение которых сохраняются первоначальные значения теплопроводности, хотя производители утверждают обратное, говоря о 30 годах и более. Лабораторные испытания, в ходе которых из стены извлекли плиту пенопласта, прослужившую 9 лет, показали, что из-за деструктивных процессов (появления раковин, полостей, увеличения плотности и уменьшения объема) коэффициент теплопроводности увеличился практически в 8 раз;
  • усиливает (резонирует) внутриквартирные шумы. Здесь также нужны пояснения, так как на просторах интернета, в том числе и в Википедии, утверждается, что пенопласт имеет хорошие звукоизоляционные свойства. Но это миф. Утеплитель имеет закрытую ячеистую структуру и легкий вес. Поэтому не может отражать звуковые волны — нет массы и поглощать шумы — материал не пропускает воздух. Наоборот, высокая жесткость плиты и малая масса ведут к возникновению резонанса в районе 500 Гц, т.е. в самом центре бытовых шумов;
  • неустойчивость к большинству растворителей красок — мгновенно плавится;
  • интенсивно стареет под ультрафиолетовым излучением (солнечными лучами), о чем усиленно замалчивается производителями и продавцами;
  • отсутствие паропроницаемости, хотя во всех справочниках приводятся цифровые значения, опровергающие данное утверждение. Проблема решается или правильным выбором толщины материала, что требует сложных расчетов, или устройством вентилируемого фасада и кровли;
  • низкая механическая прочность — легко повреждается в процессе транспортировки, монтажа и эксплуатации.

Особо следует выделить взаимоотношение утеплителя с мышами — если они в доме завелись, то в первую очередь вред будет нанесен пенопласту.

Что лучше — пенопласт или пенополистирол

Среди специалистов и домашних мастеров часто возникают споры, что лучше использовать для утепления: пенопласт или пенополистирол. Продвинутые посетители портала скажут, что это одно и то же. И будут правы. Ведь, с точки зрения химика, пенополистирол (он же стиропор) является не только классическим представителем пенопластов, но и основателем класса вспененных пластических масс.

На бытовом уровне не все так однозначно, так как пенополистирол связывают с такими материалами как «Пеноплэкс», «Технониколь», «Styrofoam», URSA, которые по структуре почти неотличимы от пенопласта, но производятся из экструдированного пенополистирола. Разобраться, где пенопластовый утеплитель, а где экструдированный пенополистирол просто: первый всегда белый, второй — цветной (окрашенный). При этом каждый производитель использует свой колер: «Технониколь» (желтый), «Пеноплэкс» (оранжевый), «Styrofoam» (голубой) и т.д.

Если касаться их эксплуатационных характеристик, то различия есть, но незначительные:

  • у пенопласта выше показатель теплопроводности, что требует более толстого слоя теплоизоляции. А это потеря полезной площади помещения при утеплении изнутри;
  • у экструдированного пенополистирола выше прочность и жесткость;
  • пенопласт стоит намного дешевле (примерно 2 000 руб./м 3 против 4 500 руб./м 3 ).

Область применения

Утеплители из пенопласта можно встретить в разных отраслях народного хозяйства. Их используют, например, при термоизоляции морозильных камер, рефрижераторов, изотермических фургонов и т.д. В строительстве применяют при утеплении:

  • фасадов, что позволяет решить одновременно несколько проблем: создать эффективную теплоизоляцию здания; защитить стены от дождя, ветра, солнечных лучей и перепадов температур; вывести «точку росы» из толщи стены, предотвращая ее промерзание (очень важно для кирпича и керамики);
  • пола — используется для утепления по способу «плавающей стяжки»;
  • кровли (крыши) — укладывается на тыльную сторону кровли («Вентилируемая крыша») и сверху («Невентилируемая крыша»);
  • фундаментов;
  • потолка (межэтажного перекрытия);
  • стен изнутри помещения, балконов, лоджий, гаражей, мастерских и др. подсобных или хозяйственных помещений;
  • трубопроводов.

Все шире применяется пенопласт и при устройстве несъемной опалубки во время возведения монолитных зданий.

Производители и цены

Производят строительный пенопласт во всех регионах России, так как очень дорого осуществлять поставки за пределы области или края. Поэтому говорить о конкретных фирмах-поставщиках нет смысла. Цены за 1 м 3 варьируются в пределах 1790 руб. за утеплитель ПСБ-С-15 до 3900 руб. за ПСБ-С-50.

Ряд иностранных предприятий также поставляет на рынки России свою продукцию. Некоторые со своих заводов за пределами РФ, часть с производств, размещенных в России. Среди них:

  • «BASF» — немецкая фирма, имеет филиалы в России;
  • Polimeri Europa (Dunastyr) (Италия);
  • «Styrochem» (Финляндия) и др.

Цены на продукцию иностранных компаний выше на 10-85% при одинаковых эксплуатационных характеристиках, за исключением горючести. Импортный пенопласт не горит, затухает, а российский — полыхает.

Технология утепления

Утеплить дом пенопластом под силу любому начинающему мастеру, знакомому с основами теплоизоляционных работ. Для работы потребуется приобрести материалы и собрать набор инструментов.

Инструменты и материалы

Из расходных материалов нужно купить:

  • пенопласт;
  • клей на цементной или синтетической основе;
  • специальные грибки для крепления пенопласта, превышающие по длине толщину плит на 4-5 см — нужны при утеплении вертикальных и наклонных поверхностей;
  • армирующую сетку;
  • монтажную пену.

Набор инструментов включает:

  • уровень;
  • отвес;
  • рулетку;
  • нож со сменным лезвием или ножовку;
  • электродрель;
  • емкость для клея;
  • насадку-миксер для размешивания клея.

Набор инструментов универсальный для всех конструктивных элементов дома. Технологии утепления кровли, пола и стен снаружи и изнутри имеют свои нюансы. Поэтому рассмотрим раздельно.

Фасада

Утепление стены снаружи здания выполняется в несколько шагов.

Шаг 1. Стена обеспыливается.

Шаг 2. Наносится слой проникающей грунтовки;

Шаг 3. На стыке стены с фундаментом или на высоте 50 см от земли по периметру здания крепится профиль под утеплитель — служит опорой нижним листам пенопласта.

Шаг 4. Дрелью с миксером размешивается клей.

Шаг 5. Клеящая смесь наносится на плиты утеплителя. Способов нанесения несколько: сплошным слоем, в 5 точках (по углам и посредине), полосами по периметру и по центру, полосой или точками.

Шаг 6. Лист пенопласта ставится на профиль, после чего прижимается к поверхности стены. В прижатом положении нужно зафиксировать утеплитель на несколько секунд для схватывания клея. Выступившие излишки клея снимаются шпателем.

Шаг 7. Крепится 2 ряда утеплителя.

Шаг 8. В стене дрелью (перфоратором) высверливаются отверстия под грибки. На каждый лист по пять: по углам и в центре.

Шаг 9. Производится дополнительное крепление листов пенопласта к стене. Вначале в отверстия вставляются грибки, затем они фиксируются пластиковыми дюбелями.

Шаг 10. Наклеивается армирующая сетка.

Дальнейший ход работ определяется видом финишной отделки. Декоративная штукатурка наносится на армирующую сетку. Под сайдинг набивается обрешетка.

Утепление пола проводится под стяжку и по лагам. Термоизоляция под стяжку выполняется в несколько этапов:

  • готовится основание пола. Полная информация о технологии подготовки основания пола приведена в работе «Подготовка пола к заливке стяжки»;
  • проводятся гидроизоляционные работы;
  • плотно друг к другу укладываются плиты пенопласта. Соседние ряды монтируются со сдвигом, «вразбежку» — поперечные швы не должны совпадать. Здесь необходимо обратить внимание на несколько моментов: листы фиксируются клеем, между стеной и утеплителем должен быть технологический зазор в 1-2 см, стыки между плитами проклеиваются скотчем, щели заделываются клейкой шпатлевкой;

  • утеплительный слой армируется;
  • заливается стяжка.

Алгоритм работ утепления пола по лагам следующий:

  1. готовится основание пола;
  2. проводится гидроизоляция чернового пола — подробности можно посмотреть в материале «Гидроизоляция деревянного пола»;
  3. крепятся лаги;
  4. укладывается пенопласт;
  5. щели между лагами и утеплителем запениваются монтажной пеной;
  6. термоизоляционный слой закрывается пароизоляционной пленкой;
  7. по лагам крепится фанера или листы ОСБ;
  8. монтируется чистовой пол.

Стен изнутри

Утеплять стены изнутри можно по 2 технологиям:

  • на клей под декоративную штукатурку, покраску или «жидкие» обои;
  • при помощи обрешетки, если финишная отделка керамическая плитка или панели ПВХ.

Внимание: строители отказываются в последнее время вообще от обрешетки, заменяя ГКЛ гипсовой штукатуркой под обои и краску.

Во втором случае пенопласт клеится к стене между вертикальными стойками. Щели между плитами утеплителя и каркасом запениваются. Поверх утепления крепятся листы гипсокартона под керамическую плитку или набивается контробрешетка под панели ПВХ.

Кровли

Кровля утепляется пенопластом 2-мя способами в зависимости от вида крыши.

  • Горизонтальная (плоская) крыша покрывается плитами утеплителя толщиной 7-10 см сверху, после чего заливается битумом и проклеивается двумя слоями рубероида.
  • Скатная кровля утепляется с тыльной стороны, по отношению к чердачному пространству. Плиты толщиной 10 см крепятся в обрешетку, смонтированную на настиле под пенопласт. Здесь важно правильно выполнить пароизоляцию и создать вентиляционный зазор между кровлей и утеплителем, чтобы избежать образования конденсата.

Заключение

Редакция сайта постаралась максимально объективно оценить утепление дома пенопластом. В результате получились неоднозначные выводы. С одной стороны использование пенопласта позволяет:

  • сократить расходы на строительно-монтажные работы;
  • добиться экономии тепловой энергии при обогреве помещений, а вместе с этим и денежных трат;
  • увеличить ресурс автономных обогревательных систем;
  • сохранить полезную площадь помещений при утеплении изнутри, благодаря меньшей толщине утеплителя;
  • создать комфортные условия не только владельцам жилья, но и конструкциям здания.

С другой стороны, велик риск возникновения серьезных проблем:

  • любое возгорание несет угрозу здоровью и жизни человеку;
  • быстро теряются теплосберегающие способности;
  • увеличивается шумовая нагрузка на хозяев квартиры или дома, что ведет к ослаблению иммунной системы, появлению вялости и, как результат, снижению трудоспособности.

Виды пенопласта и их технические характеристики

Пенопласт на утепление мансарды пенопластом – на протяжении длительного времени был, и остается одним из самых востребованных теплоизоляционных материалов. Даже присутствие на рынке большого разнообразия минераловатных утеплителей, изделий из экструдированного пенополистирола, и других материалов, не повлияло на лидерство изолятора среди недорогих утеплителей.

В данной статье мы рассмотрим виды пенопласта, их технические характеристики, а также плюсы и минусы, которыми обладает данный материал.

1 Особенности материала

Использование пенопласта в качестве теплоизоляционного материала широко распространено, как в промышленном, так и в частном строительстве.

Главной причиной тому является стоимость данного материала с клеем для пенопласта, которая при сопоставимых с остальными утеплителями технических характеристиках, на порядок меньше. Проанализировав все особенности использования пенопласта в качестве утеплителя, можно сделать следующие выводы:

  • Технология позволяет уменьшить финансовые затраты на утепление. К примеру, даже если учесть, что стоимость минваты и пенопласта идентична (в действительности же кубометр пенопласта стоит около 2 т.р, минваты – 4-6 т. р.), то для теплоизоляции одной и той же поверхности, минваты будет нужно в среднем в полтора раза больше, чем пенопласта;
  • Упрощение монтажа – нет необходимости создавать дополнительную несущую конструкцию, лист монтируется на стены посредством клеевого раствора.

Посредством данного материала можно выполнять утепление любых поверхностей – стен, потолков, полов, фасадов, кровель, межэтажных перекрытий.

Пенопласт также нередко применяется как основной утеплитель внутри стен домов, построенных по каркасной технологии, и свободного пространства внутри полых кирпичных стен.

Дом утепленный с помощью пенопласта

2 Виды материала и их технические характеристики

Классификация пенопласта выполняется в зависимости от плотности материала, в соответствии с которой выделяют:

  • ПСБ С15 (пенопласт Knauf Therm);
  • ПСБ С25;
  • ПСБ С35;
  • ПСБ С50.

Также существует пенопласт повышенной твердости ПС-1 и ПС-4.

Технические характеристики пенопласта ПСБ следующие:

  • Плотность, кг/м3: ПСБ С15 -8, ПСБ С25 – 15, ПСБ С35 – 25;
  • Устойчивость к сжатию, МПа: С15 – 0,04, С25 – 0.08, С35 – 0.16;
  • Устойчивость к изгибу, МПа: С15 – 0.06, С25 – 0.018, С35 – 0.25;
  • Процент водопоглощения при полном погружении за 24 часа: С15 – 4, С25 – 3, С35 – 2;
  • Время сапозатухания при отсутствии прямого контакта с огнем, сек: С15 – 4, С25 – 1, С35 – 1;
  • Класс гоючести: у всех материалов – Г3 (нормально горючие);
  • Коэффициент теплопроводимости, Вт/мк: С15 – 0.043, С25 – 0.039, С35 – 0.037;
  • Коэффициент паропроницаемости, мг; С15 – 0.05, С25 – 0.05, С35 – 0.05;
  • Нормальная температура эксплуатации у всех видов составляет от -60 до +80 градусов. При этом пенопласт для здоровью людей не опасен.

Шарики — составляющие пенопласта, удерживающие внутри воздух

Пенопласт класса ПС, обладающие повышенной плотностью, изготавливаются по технологии с использованием прессования, они могут обладать плотностью от 100 до 600 кг/м3. Сфера применения таких пенопластов – утепление пола под бетонные стяжки, прокладка под автомобильные дороги и любые конструкции, оказывающие на теплоизоляционный материал высокое механическое давление.

Технические характеристики прессованого плотного пенопласта, в целом, идентичны материалам, изготовленным по стандартной технологии.

2.1 Плюсы применения

Учитывая небольшую стоимость материала (пускай это даже армированный пенопласт для фасада), его преимущества, при использовании в качестве утеплителя, неоспоримы.

По правде говоря, откинув все рекламные уловки маркетологов, теплоизоляционные свойства пенопласта не сильно уступают характеристикам изделий, созданных на его основе, к примеру, пенополистирола, либо пенофола.

Качество утеплить фасад, чердак, либо потолок дома с помощью такого материала, кто бы, что не говорил, можно! Утепление пенопластом не будет казаться неполноценным, так как разница в теплопроводности материалов на уровне 0,03-0,05 Вт/мк, попросту не ощущается.

Среди сильных сторон изолятора, делающих его весьма неплохим утеплителем, можно выделить следующие основные факторы.

2.2 Низкий коэффициент теплопроводности

По теплоизоляционным свойствам материал не сильно отличается от утеплителей из экструдированного пенополистирола, либо минеральной ваты среднего качества, при этом, стоит он на порядок ниже.

Так, теплопроводность пенопласта, в зависимости от плотности материала, колеблется в пределах от 0,037 до 0,041 Вт/мк, что позволяет выполнить эффективное утепление помещений из любого материала – дерева, кирпича, керамзитоблока, либо газосиликатных блоков. Для таких же материалов можно применять карбамидный пенопласт.

Утепление фасада квартиры пенопластом

Низкая теплопроводность пенопласта дает возможность осуществить качественную теплоизоляцию здания при использовании сравнительно тонкого утеплителя, так, на практике, пенопласт, толщиною свыше 12 сантиметров, используется крайне редко.

Для сравнения, теплопроводность минеральной ваты составляет 0.035-0.04 Вт/мк, экструдированного пенополистирола – 0,039 Вт/мк. При этом, стоимость этих материалов превышает цену пенопласта как минимум в 2-2,5 раза.

2.3 Гидрофобность

Гидрофобность материала – это его способность к впитыванию жидкости. Чем меньшей гидрофобность обладает утеплитель тем лучше, так как при впитывании влаги теплоизоляционные материалы склонны к потере своих эксплуатационных характеристик, набору веса, вследствие чего происходит дополнительная нагрузка на несущие конструкции, и быстрому разрушению.

Пенопласт, ввиду своей закрыто-ячеечной структуры, обладает минимальной гидрофобностью. Как показывает практика, за 24 часа полного погружения в воду, материал способен впитать не больше 3% жидкости от своей массы. При этом, 3% — это максимальный показатель впитывания, он не линеен, и не увеличивается со временем.

Благодаря этому, с помощью пенопласта можно выполнять утепление поверхностей, подвергающихся постоянному контакту с водой. К примеру, посредством материала часто утепляют фундамент, либо цокольного этаж, на которые постоянно воздействуют грунтовые воды.

2.4 Шумоподавление

Пенопласт на утепление дома пенопластом изнутри, помимо теплоизоляции, нередко используется и для шумоизоляции помещений. Утепление дома пенопластом позволяет убить сразу двух зайцев: помимо уменьшения теплопотерь здания, вы также получите качественную звукоизоляцию, значительно повышающую комфорт проживания в центре города, либо вблизи железной дороги и автомагистралей.

Шумоизоляция потолка пенопластом

Звукоподавляющие свойства пенопласта возникают благодаря его пористой структуре. Внутри многочисленных ячеек закрыт воздух, который глушит все проникающие звуковые волны.

Безусловно, для качественной изоляции ударного шума использования одного лишь пенопласта недостаточно, однако шум, передающийся по воздуху, данный материал глушит вполне эффективно.

2.5 Химическая инертность

Такой как показатель как химическая инертность является одним из основных факторов определяющих долговечность любого теплоизоляционного материала. У пенопласта с этим параметров все в порядке – он не подвергается разрушению под воздействием щелочных и солевых растворов, кислот, спиртов, и водорастворимых красок.

Пенопласт как утеплитель также обладает преимуществом микробиологической инертности – в нем не заводятся микроорганизмы, он не боится сырости и не плесневеет. Единственный минус – материалом очень любят полакомиться грызуны, поэтому выполняя утепление данным материалом, первоначально необходимо позаботиться об уничтожении мышей.

2.6 Соответствие санитарным нормам

Любой теплоизоляционный материал, которым выполняется внутреннее утепление жилого дома, в первую очередь должен быть экологически безопасным, так как в случае обратного, его испарениями будут постоянно дышать жильцы дома.

Соответствие пенопласта всем санитарным нормам подтверждено Московским Национальным Институтом Гигиены имени Эрисмана (заключение №03/ПМ8), согласно которому при пробах воздуха в помещениях, утепление которых выполнялось посредством пенопласта, никаких вредных для человеческого организма веществ не обнаружено.

Так выглядит структура пенопласта под микроскопом

2.7 Минусы применения

Существенные минусы, которые препятствуют использованию данного материала в качестве промышленного утеплителя, при бытовом утеплении не так уж и страшны.

В первую очередь стоит выделить подверженность горению, что не дает возможности использовать пенопласт как утеплитель изнутри промышленных зданий и других помещений с высокими требованиями к пожарной безопасности. По классу горючести пенопласт относится к категории Г3 или Г4, в зависимости от технологии изготовления.

Чтобы решить вопрос огнеупорности, при изготовлении пенопласта в его состав добавляется антпирен, благодаря которому материал приобретает способность самостоятельного затухания при отсутствии прямого контакта с огнем.

Оптимальный температурный диапазон, при котором пенопласт может нормально эксплуатироваться, составляет от -100 до +80 градусов.

Практика показывает, что материал способен без потери эксплуатационных характеристик выдержать кратковременное повышение температуры до 110 градусов, например при контакте с расплавленной битумной мастикой, однако при долговременном воздействии температуры свыше 80 градусов возможна деформация пенопласта.

Средняя температура плавления пенопласта составляет 270 градусов. Температура возгорания – 440 градусов, при этом, если прямой контакт с огнем отсутствует, пенопласт затухнет в течении 4-5 секунд.

К примеру, температура воспламенения обычной бумаги составляет те же 440-450 градусов. Температура плавления пластика – 220 градусов.

Обзор преимуществ и недостатков утепления домов пенопластом (видео)

Тепловой расчет помещения и здания целиком, формула тепловых потерь

Чтобы смонтировать надежную и стабильно работающую систему теплоснабжения в любом помещении, будь то офис, производственная постройка или жилое помещение, очень важно четко и грамотно выполнить тепловой расчет помещения.

Правильно произведенный тепловой расчет здания, расчет мощности и других показателей системы позволят обезопасить себя от возможных неприятностей, связанных с поломкой нагревательного оборудования и позволят сконструировать эффективную, но и экономичную отопительную систему, к которой не будет никаких претензий ни у жилищно-коммунальных служб, ни у других органов, контролирующих подобные работы.

Этапы выполнения теплового расчета помещения

Как известно, тепловой расчет отопительных приборов осуществляется в несколько стадий, а именно:

  • прежде всего следует узнать то, чему равны тепловые потери дома, чтобы правильно определить мощность не только отопительного котла, но и каждого из приборов нагрева, т.е. каждой батареи. Подобные вычисления должны быть произведены для каждого помещения, которое имеет в своей конструкции внешнюю стену.

    Важно запомнить, что полученный результат крайне необходимо проверить на предмет правильности тепловой нагрузки на отопление. Так, итоговые цифры следует разделить на параметр площади конкретного помещения, чтобы получить размер удельных тепловых потерь, который измеряется в Вт/м². Наиболее часто этот показатель составляет 50/150 Вт/м². При условии, если результат расчета количества тепла на отопление здания слишком отличается от данного показателя, то следует все перепроверить и при необходимости заново выполнить вычисления, так как в случае использования неправильных расчетов возникает серьезная угроза нормальному функционированию всей отопительной системы в целом;

  • после этого следует определиться с рабочей температурой. Правильнее всего будет принять за основу следующие параметры: 75/65/20°C, что равно температурному режиму в котле отопления, в радиаторе и в комнате соответственно;
  • далее необходимо выполнить расчет тепловой мощности системы отопления, принимая во внимание расчет тепловых потерь здания;
  • затем требуется произвести расчет гидравлики, так как система теплоснабжения не сможет нормально функционировать без него. Подобные вычисления также необходимы для определения параметров трубы, в частности, их диаметра, а также для изучения технических характеристик насоса циркуляции, входящего в конструкцию системы. При выполнении расчетов в загородном доме частного типа можно воспользоваться специальными материалами и изучить фото различных таблиц, где приведены данные о сечении труб отопления;
  • продолжаются расчеты выбором отопительного котла и определением его свойств. Так, главное – это решить, какой тип конструкции будет применяться: бытовой или промышленный;
  • завершается процесс определением объема системы теплоснабжения. Знать этот параметр важно, в первую очередь, для того, чтобы правильно выбрать бак расширения или удостовериться в том, что объема того бака, который вмонтирован в генератор тепла, будет достаточно. Для выполнения любых расчетов всегда можно воспользоваться стандартным бытовым калькулятором, не прибегая к сложным математическим вычислениям (подробнее: “Расчет объема системы отопления, включая радиаторы”).

Как правильно выполнить тепловой расчет здания

Для того чтобы произвести тепловой расчет здания, требуется, в первую очередь, иметь в наличии необходимые данные, которые понадобятся для вычислений.

Этапы этой работы будут следующими:

  1. Для начала потребуется тщательно изучить проектный план сооружения, где обязательно должны быть отображены параметры каждого из помещений как изнутри, так и снаружи, а кроме того, должны быть информация о размерах проемов дверей и окон.
  2. Затем необходимо определить, как именно расположена постройка относительно световых сторон, чтобы иметь сведения о поступающих в комнату прямых солнечных лучах, а также тщательно рассмотреть условия климата в конкретном регионе.
  3. После этого необходимо уточнить данные о том, из какого материала состоят внешние стены, а также то, какую высоту они имеют.
  4. Нелишним также будет получить информацию о структуре пола непосредственно от помещения и до самой земли, а также об основе перекрытия, начиная от комнаты и заканчивая улицей.

По окончании сбора всей этой информации можно приступать к расчету объема тепловой энергии, который потребуется затратить на качественный обогрев жилища. В процессе монтажа также можно будет получить необходимые сведения, требуемые для выполнения гидравлических подсчетов.

Формула расчета тепловой энергии

Важно запомнить, что коэффициент 1,2 допускает саму возможность резкого снижения давления в системе газопровода в холодное время года, кроме того, сюда же входят и потенциальные потери тепла, причиной которых зачастую являются сильные морозы, особое влияние которых наблюдается ввиду недостаточной теплоизоляции дверей комнаты. Наличие такого запаса делает возможным значительно варьировать температурные режимы.

Нельзя не упомянуть и тот факт, что при подсчете затрачиваемой энергии тепла его потери будут проходить совсем неравномерно, поэтому следует помнить о следующих данных:

  • через внешние стены теряется больше всего полезного тепла – около 40% от общего объема;
  • через оконные проемы уходит примерно 20%;
  • тепло покидает помещение через поле в объеме, равном 10%;
  • через крышу также выходит примерно 10%;
  • еще один участок тепловых потерь – дверные проемы и вентиляция, через которые способно испариться около 20% тепла.

Коэффициенты расчета тепловых потерь здания

Важно не только знать необходимую формулу, требующуюся для расчета необходимой энергии тепла для обогрева постройки, но и применять следующие коэффициенты, которые позволяют учитывать абсолютно все факторы, влияющие на такие вычисления:

  • К1 – это тип окон, которыми оборудовано конкретное помещение;
  • К2 – это показатели тепловой изоляции стен конструкции;
  • К3 – показатель соотношения площади оконных проемов и полов;
  • К4 – наименьшая температура снаружи дома;
  • К5 – количество внешних стен, имеющихся в сооружении;
  • К6 – количество этажей в постройке;
  • К7 – параметр высоты помещения.

Если говорить о потерях тепла, осуществляемых через окна, важно помнить о коэффициентах для таких расчетов, которые являются:

  • для окон со стандартным остеклением этот параметр составляет 1,27;
  • для стеклопакетов двухкамерного типа – 1;
  • для трехкамерных стеклопакетов – 0,85.

Не стоит забывать, что увеличение объема окон относительно полов в доме прямо пропорционально увеличению теплопотерь в постройке.

Так, соотношение оконных площадей и пола в жилище будет:

  • для 10% – 0,8;
  • для 10 – 19% – 0,9;
  • для 20% – 1;
  • для 21 – 29% – 1,1;
  • для 30% – 1,2;
  • для 31 – 39% – 1,3;
  • для 40% – 1,4;
  • для 50% – 1,5.

Выполняя расчет потребления необходимого количества энергии тепла, также важно помнить, что для материала, из которого изготовлены стены сооружения, также имеются свои коэффициенты:

  • для блоков или бетонных панелей – от 1,25 до 1,5;
  • для бревенчатых стен или стен из бруса – 1,25;
  • для кирпичной кладки толщиной в 1,5 кирпича – 1,5;
  • для 2,5 кирпичной кладки – 1,1;
  • для блоков из пенобетона – 1.

Стоит учитывать и тот факт, что если температуры за пределами дома являются низкими, то и тепловые потери становятся более существенными, например:

  • если температура достигает -10°C, то коэффициент будет составлять 0,7;
  • если этот параметр является ниже -10°C, то коэффициент должен быть 0,8;
  • если температура составляет -15°C, то цифра будет равна 0,9;
  • при морозе в -20°C коэффициент должен составлять 1;
  • величина коэффициента при -25°C – 1,2;
  • в случае понижения температуры до -30°C коэффициент должен быть равен 1,2;
  • если столбик термометра на улице достигает -35°C, то коэффициент должен составлять 1,3.

Кроме того, рассчитывая объем требуемого для обогрева дома тепла, важно учитывать непосредственно площадь комнаты, которая отображается как Пк, а также удельное значение, которое составляет теплопотери – это УДтп.

Так, высчитать объем возможных потерь тепла конкретного помещения можно, воспользовавшись следующей формулой: Тп = УДтп * Пл * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7. Параметр УДтп в этом случае должен быть равен 100 Вт/м².

Принцип гидравлического расчета для системы отопления

На этом этапе расчетов необходимо подобрать нужные параметры отопительных труб, такие как их длина и диаметр, а также осуществить балансировку всей системы посредством клапанов радиатора. Подобные вычисления также позволят определить оптимальную мощность такого функционального элемента системы, как электрический насос циркуляции.

Итоги гидравлических расчетов позволяют узнать следующие показатели: М – объем воды, который расходуется в процессе работы (измеряется в кг/с), DP1, DP2… DPn – это тот напор, который теряется при прохождении теплоносителя от котла к каждому из радиаторов. Как следствие, расход воды можно высчитать по следующей формуле: M = Q/Cp * DPt Q, где Ср – это параметр удельной теплоемкости теплоносителя, который равен в среднем 4,19 кДж, а DPt – это разница температур воды на входе в котел и на выходе из него.

Проведение всех вышеперечисленных расчетов позволит оборудовать надежную, экономичную и эффективную систему отопления и не даст механизму выйти из строя в самый неприятный момент.

Тепловой расчет помещения на видео:

Простой расчет теплопотерь зданий.

Ниже приведен довольно простой расчет теплопотерь зданий, который, тем не менее, поможет достаточно точно определить мощность, требуемую для отопления Вашего склада, торгового центра или другого аналогичного здания. Это даст возможность еще на стадии проектирования предварительно оценить стоимость отопительного оборудования и последующие затраты на отопление, и при необходимости скорректировать проект.

Куда уходит тепло? Тепло уходит через стены, пол, кровлю и окна. Кроме того тепло теряется при вентиляции помещений. Для вычисление теплопотерь через ограждающие конструкции используют формулу:

Q — теплопотери, Вт

S — площадь конструкции, м2

T — разница температур между внутренним и наружным воздухом, °C

R — значение теплового сопротивления конструкции, м2•°C/Вт

Схема расчета такая — рассчитываем теплопотери отдельных элементов, суммируем и добавляем потери тепла при вентиляции. Все.

Предположим мы хотим рассчитать потери тепла для объекта, изображенного на рисунке. Высота здания 5…6 м, ширина – 20 м, длинна – 40м, и тридцать окон размеров 1,5 х 1,4 метра. Температура в помещении 20 °С, внешняя температура -20 °С.

Считаем площади ограждающих конструкций:

пол: 20 м * 40 м = 800 м2

кровля: 20,2 м * 40 м = 808 м2

окна: 1,5 м * 1,4 м * 30 шт = 63 м2

стены: (20 м + 40 м + 20 м + 40м) * 5 м = 600 м2 + 20 м2 (учет скатной кровли) = 620 м2 – 63 м2 (окна) = 557 м2

Теперь посмотрим тепловое сопротивление используемых материалов.

Значение теплового сопротивления можно взять из таблицы тепловых сопротивлений или вычислить исходя из значения коэффициента теплопроводности по формуле:

R – тепловое сопротивление, (м2*К)/Вт

? – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м2*К)

d – толщина материала, м

Значение коэффициентов теплопроводности для разных материалов можно посмотреть здесь.

пол: бетонная стяжка 10 см и минеральная вата плотностью 150 кг/м3. толщиной 10 см.

R (бетон) = 0.1 / 1,75 = 0,057 (м2*К)/Вт

R (минвата) = 0.1 / 0,037 = 2,7 (м2*К)/Вт

R (пола) = R (бетон) + R (минвата) = 0,057 + 2,7 = 2,76 (м2*К)/Вт

кровля: кровельные сэндвич панели из минеральной ваты толщиной 15 см

R (кровля) = 0.15 / 0,037 = 4,05 (м2*К)/Вт

окна: значение теплового сопротивления окон зависит от вида используемого стеклопакета
R (окна) = 0,40 (м2*К)/Вт для однокамерного стекловакета 4–16–4 при ?T = 40 °С

стены: стеновые сэндвич панели из минеральной ваты толщиной 15 см
R (стены) = 0.15 / 0,037 = 4,05 (м2*К)/Вт

Посчитаем тепловые потери:

Q (пол) = 800 м2 * 20 °С / 2,76 (м2*К)/Вт = 5797 Вт = 5,8 кВт

Q (кровля) = 808 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 7980 Вт = 8,0 кВт

Q (окна) = 63 м2 * 40 °С / 0,40 (м2*К)/Вт = 6300 Вт = 6,3 кВт

Q (стены) = 557 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 5500 Вт = 5,5 кВт

Получаем, что суммарные теплопотери через ограждающие конструкции составят:

Q (общая) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 кВт / ч

Теперь о потерях на вентиляцию.

Для нагрева 1 м3 воздуха с температуры — 20 °С до + 20 °С потребуется 15,5 Вт.

Q(1 м3 воздуха) = 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 = 15,5 Вт, здесь 1,4 – плотность воздуха (кг/м3), 1,0 – удельная теплоёмкость воздуха (кДж/(кг К)), 3,6 – коэффициент перевода в ватты.

Осталось определиться с количеством необходимого воздуха. Считается, что при нормальном дыхании человеку нужно 7 м3 воздуха в час. Если Вы используете здание как склад и на нем работают 40 человек, то вам нужно нагревать 7 м3 * 40 чел = 280 м3 воздуха в час, на это потребуется 280 м3 * 15,5 Вт = 4340 Вт = 4,3 кВт. А если у Вас будет супермаркет и в среднем на территории находится 400 человек, то нагрев воздуха потребует 43 кВт.

Итоговый результат:

Для отопления предложенного здания необходима система отопления порядка 30 кВт/ч, и система вентиляции производительностью 3000 м3 /ч с нагревателем мощность 45 кВт/ч.

Расчет теплопотерь: показатели и калькулятор теплопотерь здания

Расчет теплопотерь дома – основа отопительной системы. Он нужен, как минимум, чтобы правильно подобрать котёл. Также можно прикинуть, сколько денег будет уходить на отопление в планируемом доме, провести анализ финансовой эффективности утепления т.е. понять окупятся ли затраты на монтаж утепления экономией топлива за срок службы утеплителя. Очень часто подбирая мощность отопительной системы помещения, люди руководствуются средним значением в 100 Вт на 1 м 2 площади при стандартной высоте потолков до трех метров. Однако, не всегда эта мощность достаточна для полного восполнения теплопотерь. Здания различаются по составу строительных материалов, их объему, нахождению в разных климатических зонах и т.д. Для грамотного расчета теплоизоляции и подбора мощности отопительных систем необходимо знать о реальных теплопотерях дома. Как их рассчитать – расскажем в этой статье.

Основные параметры для расчета теплопотерь

Теплопотери любого помещения зависят от трех базовых параметров:

  • объем помещения – нас интересует объем воздуха, который необходимо отопить
  • разницу температуры внутри и снаружи помещения – чем больше разница тем быстрее происходит теплообмен и воздух теряет тепло
  • теплопроводность ограждающих конструкций – способность стен, окон удерживать тепло

Самый простой рассчет теплопотерь

Qт (кВт/час)=(100 Вт/м2 x S (м2) x K1 x K2 x K3 x K4 x K5 x K6 x K7)/1000

Данная формула расчета теплопотерь по укрупненным показателям, в основе которых лежат усредненные условия 100 Вт на 1кв метр. Где основными рассчетными показателями для расчета системы отопления являются следующие величины:

– тепловая мощность предполагаемого отопителя на отработанном масле, кВт/час.

100 Вт/м2 – удельная величина тепловых потерь (65-80 ватт/м2). В нее входят утечки тепловой энергии путем ее поглощения оконами, стенами, потолком полом; утечки через вентиляцию и негерметичности помещения и другие утечки.

S – площадь помещения;

K1 – коэффициент теплопотерь окон:

  • обычное остекление К1=1,27
  • двойной стеклопакет К1=1,0
  • тройной стеклопакет К1=0,85;

К2 – коэффициент теплопотерь стен:

  • плохая теплоизоляция К2=1,27
  • стена в 2 кирпича или утеплитель 150 мм толщиной К2=1,0
  • хорошая теплоизоляция К2=0,854

К3 коэффициент соотношения площадей окон и пола:

  • 10% К3=0,8
  • 20% К3=0,9
  • 30% К3=1,0
  • 40% К3=1,1
  • 50% К3=1,2;

K4 – коэффициент наружной температуры:

  • -10oC K4=0,7
  • -15oC K4=0,9
  • -20oC K4=1,1
  • -25oC K4=1,3
  • -35oC K4=1,5;

K5 – число стен, выходящих наружу:

  • одна – К5=1,1
  • две К5=1,2
  • три К5=1,3
  • четыре К5=1,4;

К6 – тип помещения, которое находится над расчитываемым:

  • холодный чердак К6=1,0
  • теплый чердак К6=0,9
  • отапливаемое помещение К6-0,8;

K7 – высота помещения:

  • 2,5 м К7=1,0
  • 3,0 м К7=1,05
  • 3,5 м К7=1,1
  • 4,0 м К7=1,15
  • 4,5 м К7=1,2.

Упрощенный рассчет теплопотерь дома

Qт = ( V x ∆t x k )/860; ( кВт )

V – объем помещения ( куб.м )
∆t – дельта температур (уличной и в помещении)
k – коэффициент рассеивания

  • k= 3,0-4,0 – без теплоизоляции. (Упрощенная деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа).
  • k= 2,0-2,9 – небольшая теплоизоляция. (Упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши).
  • k= 1,0-1,9 – средняя теплоизоляция. (Стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей).
  • k= 0,6-0,9 – высокая теплоизоляция. (Улучшенная конструкция, кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшое количество окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала).

В данной формуле очень условно учитываются коэффициент рассеивания и не совсем понятно каким коэффициентами пользоваться. В классике редкое современное, выполненное из современных материалов с учетом действующих стандартов, помещение обладает ограждающими конструкциями с коэффициентом рассеивания более одного. Для более детального понимания методики расчёта предлагаем следующие более точные методики.

Рекомендуемый рассчет теплопотерь дома

Сразу же акцентирую ваше внимание на то, что ограждающие конструкции в основном не являются однородными по структуре, а обычно состоят из нескольких слоёв. Пример: стена из ракушника = штукатурка + ракушник + наружная отделка. В эту конструкцию могут входить и замкнутые воздушные прослойки (пример: полости внутри кирпичей или блоков). Вышеперечисленные материалы имеют отличающиеся друг от друга теплотехнические характеристики. Основной такой характеристикой для слоя конструкции является его сопротивление теплопередачи R.

q – это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности (измеряется обычно в Вт/м.кв.)

ΔT – разница между температурой внутри рассчитываемого помещения и наружной температурой воздуха (температура наиболее холодной пятидневки °C для климатического района в котором находится рассчитываемое здание).

В основном внутренняя температура в помещениях принимается:

  • Жилые помещения 22С
  • Нежилые 18С
  • Зоны водных процедур 33С

Когда речь идёт о многослойной конструкции, то сопротивления слоёв конструкции складываются. Отдельно хочу акцентировать ваше внимание на расчётном коэффициенте теплопроводности материала слоя λ Вт/(м°С). Так как производители материалов чаще всего указывают его. Имея расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя конструкции мы легко можем получить сопротивление теплопередачи слоя:

δ – толщина слоя, м;

λ – расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя конструкции, с учетом условий эксплуатации ограждающих конструкций, Вт / (м2 оС).

Итак для расчёта тепловых потерь через ограждающие конструкции нам нужны:

1. Сопротивление теплопередачи конструкций (если конструкция многослойная то Σ R слоёв) R
2. Разница между температурой в расчётном помещении и на улице (температура наиболее холодной пятидневки °C. ). ΔT
3. Площади ограждений F (Отдельно стены, окна, двери, потолок, пол)
4. Ориентация здания по отношению к сторонам света.

Формула для расчёта теплопотерь ограждением выглядит так:

Qогр=(ΔT / Rогр)* Fогр * n *(1+∑b)

Qогр – тепло потери через ограждающие конструкции, Вт
Rогр – сопротивление теплопередаче, м.кв.°C/Вт; (Если несколько слоёв то ∑ Rогр слоёв)
Fогр – площадь ограждающей конструкции, м;
n – коэффициент соприкосновения ограждающей конструкции с наружным воздухом.

Тип ограждающей конструкции

Коэффициент n

1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом), перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне

2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне

3. Перекрытия над не отапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах

4. Перекрытия над не отапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли

5. Перекрытия над не отапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли

(1+∑b) – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь. Добавочные потери теплоты b через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь:

а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад – в размере 0,1, на юго-восток и запад – в размере 0,05; в угловых помещениях дополнительно — по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1 – в других случаях;

б) в помещениях, разрабатываемых для типового проектирования, через стены, двери и окна, обращенные на любую из сторон света, в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 для угловых помещений (кроме жилых), а во всех жилых помещениях — 0,13;

в) через не обогреваемые полы первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40 °С и ниже (параметры Б) — в размере 0,05,

г) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере: 0,2 Н — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними; 0,27 H — для двойных дверей с тамбурами между ними; 0,34 H — для двойных дверей без тамбура; 0,22 H — для одинарных дверей;

д) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами, — в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 — при наличии тамбура у ворот.

Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по подпунктам “г” и “д” не следует учитывать.

Отдельно возьмём такой элемент как пол на грунте или на лагах. Здесь есть особенности. Пол или стена, не содержащие в своем составе утепляющих слоев из материалов с коэффициентом теплопроводности λ меньше либо равно 1,2 Вт/(м °С), называются не утепленными. Сопротивление теплопередаче такого пола принято обозначать Rн.п, (м2 оС) / Вт. Для каждой зоны не утепленного пола предусмотрены нормативные значения сопротивления теплопередаче:

  • зона I – RI = 2,1 (м2 оС) / Вт;
  • зона II – RII = 4,3 (м2 оС) / Вт;
  • зона III – RIII = 8,6 (м2 оС) / Вт;
  • зона IV – RIV = 14,2 (м2 оС) / Вт;

Первые три зоны представляют собой полосы, расположенные параллельно периметру наружных стен. Остальную площадь относят к четвертой зоне. Ширина каждой зоны равна 2 м. Начало первой зоны находится в месте примыкания пола к наружной стене. Если неутеплёный пол примыкает к стене заглублённой в грунт то начало переносится к к верхней границе заглубления стены. Если в конструкции пола, расположенного на грунте, имеются утепляющие слои, его называют утепленным, а его сопротивление теплопередаче Rу.п, (м2 оС) / Вт, определяется по формуле:

Rу.п. = Rн.п. + Σ (γу.с. / λу.с)

Rн.п – сопротивление теплопередаче рассматриваемой зоны неутепленного пола, (м2 оС) / Вт;
γу.с – толщина утепляющего слоя, м;
λу.с – коэффициент теплопроводности материала утепляющего слоя, Вт/(м·°С).

Для пола на лагах сопротивление теплопередаче Rл, (м2 оС) / Вт, рассчитывается по формуле:

Теплопотери каждой ограждающей конструкции считаются отдельно. Величина теплопотерь через ограждающие конструкции всего помещения будет сумма теплопотерь через каждую ограждающую конструкцию помещения. Важно не напутать в измерениях. Если вместо (Вт) появится (кВт) или вообще (ккал) получите неверный результат. Ещё можно по невнимательности указать Кельвины (K) вместо градусов Цельсия (°C).

Продвинутый рассчет теплопотерь дома

Отопление в гражданских и жилых зданиях теплопотери помещений состоят из теплопотерь через различные ограждающие конструкции, такие как окна, стены, перекрытия, полы а также теплорасходов на нагревание воздуха, который инфильтрируется сквозь неплотности в защитных сооружениях (ограждающих конструкциях) даного помещения. В промышленных зданиях существуют и другие виды теплопотерь. Расчет теплопотерь помещения производится для всех ограждающих конструкций всех отапливаемых помещений. Могут не учитываться теплопотери через внутренние конструкции, при разности температуры в них с температурой соседних помещений до 3С. Теплопотери через ограждающие конструкции расчитываются по следующей формуле, Вт:

Qогр = F ( tвн – tнБ) (1 + Σ β ) n / Rо

tнБ – темп-ра наружного воздуха, оС;
tвн – темп-ра в помещении, оС;
F – площадь защитного сооружения, м2;
n – коэффициент, который учитывает положение ограждения или защитного сооружения (его наружной поверхности) относительно наружного воздуха;
β – теплопотери добавочные, доли от основных;
– сопротивление теплопередаче, м2·оС / Вт, которое определяется по следующей формуле:

Rо = 1/ αв + Σ ( δі / λі ) + 1/ αн + Rв.п., где

αв – коэффициент тепловосприятия ограждения (его внутренней поверхности), Вт/ м2· о С;
λі и δі – расчетный коэффициент теплопроводности для материала данного слоя конструкции и толщина этого слоя;
αн – коэффициент теплоотдачи ограждения (его наружной поверхности), Вт/ м2· о С;
Rв.n – в случае наличия в конструкции замкнутой воздушной прослойки, ее термосопротивление, м2· о С / Вт (см. табл.2).
Коэф-ты αн и αв принимаются согласно СНиП а для некоторых случаев приведены в таблице 1;
δі – обычно назначается согласно заданию или определяется по чертежах ограждающих конструкций;
λі – принимается по справочникам.

Таблица 1. Коэффициенты тепловосприятия αв и теплоотдачи αн

Поверхность ограждающей конструкции

αв , Вт/ м2· о С

αн , Вт/ м2· о С

Поверхность внутренняя полов, стен, гладких потолков

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: