Толщина стен каркасного дома для круглогодичного проживания: примеры расчета для разных утеплителей

При достаточно невысокой цене, качество применяемых в каркасном домостроении материалов растет с каждым годом. Неудивительно, что такой вид построек получает всё большее распространение во всех регионах России. И в зависимости от климатической зоны, один и тот же проект будет иметь различные требования к теплосбережению, поэтому, какая должна быть толщина стен каркасного дома, надо определять в каждом случае отдельно.

Типовая конструкция стены

Конечно, выбор толщины стены зависит не только от климата в регионе, но и от предназначения конструкции: будет ли дом для постоянного проживания, или – для временного, а также от материалов применяемых в конструкции внутренней и внешней частей стены, от вида используемого утеплителя, наличия воздушного зазора.

Классическая стена состоит из следующих элементов:

• Внешняя обшивка. Может быть толщиной от нескольких миллиметров до десятков сантиметров в зависимости от используемых материалов. Чаще всего применяют цементно-стружечные ЦСП или древесно-стружечные OSB плиты, реже используют металлопрофиль или облицовочный кирпич. При отсутствии воздушного зазора внешняя часть может состоять просто из оштукатуренного утеплителя.

В частном домостроении всё больше внимания уделяется фибробетонным плитам Green Board, которые изготавливаются методом прессования древесного волокна, цемента и минерализатора. Этот технологический процесс позволяет создать материал, обладающий высокой огнестойкостью (Г1 — слабогорючий класс). Под воздействием огня плиты не воспламеняются, а тление происходит крайне медленно, без активного распространения пламени. Все это минимизирует риски при пожаре.

Плиты не боятся сырости, поэтому плесень и грибок на них не появляются даже в условиях высокой влажности. Они отлично переносят резкие перепады температуры, сохраняя форму и прочность.

• Воздушный зазор. Он нужен для того, чтобы исключить накопление влаги в конструкции стены. В результате повышаются ее теплозащитные свойства и долговечность, улучшается температурно-влажностный режим помещений. В зависимости от типа применяемых изоляционных материалов зазор может составлять от 25 до 50 мм.

• Каркас. Может быть утеплённым или нет. Минимальная толщина несущей конструкции стены без утепления составляет 50мм и увеличивается в зависимости от вида используемого утеплителя: минеральное волокно, эковата, пенополистирол, полиуретановое напыление. Толщина утеплителя для стен каркасного дома может достигать 400мм.

Фибробетонные плиты могут стать частью конструктивного «пирога» каркасной стены. Они сохраняют свойства на протяжении десятилетий, не подвергаясь деформации или растрескиванию. Умеренный вес материала упрощает его монтаж и сокращает затраты времени на обшивку стен.

Плиты подходят как для фасадов, так и для внутренней облицовки стен. Их способность уменьшать уровень шума особенно актуальна для домов, расположенных поблизости от оживленных улиц, железнодорожных путей или других шумных мест, где требуется повышенная звукоизоляция.

• Внутренняя обшивка. Обычно состоит из более экологичных материалов, чем внешняя, так как связана с жилым пространством. Чаще всего используют гипсокартон или материалы на основе натурального дерева (доска, брус), реже фанеру, МДФ или OSB. Если несущая конструкция каркаса не утепляется, то обшивки стены может и не быть.

Из конструкционных особенностей стены понятно, что самое сложное — это определить толщину утепления каркаса.

Толщина утеплителя

В первую очередь, толщина утеплителя в каркасном доме для постоянного проживания будет зависеть от географического положения будущего жилья, его климатической зоны, а также от коэффициента теплопроводности материала.

По следующей формуле можно рассчитать толщину теплоизолятора:

δ = R^. k,

где δ — толщина утеплителя,

R — показатель теплового сопротивления для конкретного региона,

k — коэффициент теплопроводности утеплителя.

Показатель теплового сопротивления R можно рассчитать самостоятельно, основываясь на данных СП 131.13330.2020 «СНиП 23-01-99 Строительная климатология», а можно взять из следующей таблицы:

Не менее важно правильно подобрать материал, который позволит избежать излишних тепловых потерь. Сейчас нет смысла рассматривать столь популярные на заре каркасного домостроения утеплители подобные опилкам или шлаку. На рынке масса более технологичных и практичных в применении теплоизоляционных материалов.

Минеральная вата

Как правило, для утепления стен каркасного дома применяют базальтовую вату. Это довольно плотный материал, который хорошо сохраняет форму и объем даже в вертикальных конструкциях.

Такой утеплитель изготавливается путем плавления габбро-базальтовых горных пород при экстремально высоких температурах до состояния жидкой лавы.

Полученный расплав поступает в центрифугу, где под действием центробежной силы и мощных потоков воздуха разделяется на отдельные волокна, из которых впоследствии и формируются теплоизоляционные плиты.

Положительные моменты при использовании минеральной ваты заключаются в её низкой теплопроводности, которая даже ниже, чем у дерева. При плотности 50 кг/м³ средний её показатель будет в районе 0,039-0,043 Вт/(м*°C) (зависит от производителя). Опираясь на эти данные, по формуле δ = R*k можно рассчитать толщину утеплителя для любого региона России:

• 3 х 0,043 = 0,13 (м) = 130 мм – для Московской области,
• 4,9 х 0,043 = 0,21 (м) = 210 мм – для Якутска,
• 1,8 х 0,043 = 0,08 (м) = 80 мм – для Сочи.

Если сравнить с толщиной стен из дерева без дополнительного утепления, то получим:

3 х 0,11 (коэффициент теплопроводности ели) = 0,33 м = 330 мм. Это для Московской области.

На заметку! В статье приведена максимально упрощенная формула для расчета толщины теплоизоляционного слоя. Она может быть полезна для первоначальной оценки, но стоит учитывать, что полученный результат будет весьма приблизительным.

Чтобы получить более корректный расчет, рекомендуется использовать специальные калькуляторы, предоставляемые на сайтах производителей. Один из таких – теплотехнический калькулятор строительной изоляции HOTROCK, разработанный специалистами компании совместно с ОАО «Теплопроект». С его помощью любой человек сможет всего за несколько минут рассчитать толщину теплоизоляционного слоя и необходимое количество материала для своей задачи.

Стоит также отметить, что официальный расчет может быть получен только у организаций, имеющих право на проектирование конструкций зданий. Такие организации осуществляют глубокий анализ всех важных параметров и гарантируют максимально точные результаты.

Елена Пашкова
Генеральный директор
Торгового дома HOTROCK

Стоит отметить, что минеральная вата на основе базальтового волокна является самым пожаробезопасным среди утеплителей. В отличие от полимерной изоляции материал не выделяет токсичных веществ даже под воздействием высоких температур, а именно густой ядовитый дым сегодня является главным поражающим фактором пожаров.

Единственный минус теплоизоляции из минерального волокна состоит в том, что ее эффективность во многом зависит от четкого соблюдения технологии, правильной укладки пирога, включая гидро- и пароизоляцию, так как при намокании теплоизолирующие свойства материала сильно снижаются.

Фибробетонные плиты

При утеплении каркасных домов они могут заменить традиционные утеплители. Коэффициент теплопроводности материала составляет 0,065 Вт/мК. Такие характеристики позволяют достичь высокого сопротивления теплопотерям при меньшей толщине слоя. Например, 20 см плиты GB1 обеспечивают такой же уровень теплозащиты, как и стена из кирпича толщиной 1 метр. Немаловажно, что материалы сохраняют свою форму и изоляционные свойства даже через десятилетия эксплуатации, не оседая и не комкуясь. Это делает их особенно удобными для домов с многослойной конструкцией стен. Решение позволяет не только эффективно утеплить каркасный дом, но и снизить затраты на вспомогательные материалы, – например, пароизоляционные плёнки.

Эковата

Относительно недавно появившийся на рынке материал на основе целлюлозы, полученной при переработке макулатуры и прочих бумажных отходов. Негорючесть достигается за счёт добавления в утеплитель соединений бора. По этой же причине в эковате не заводятся насекомые и грызуны. На сегодняшний день на рынке - это действительно, самый экологически чистый утеплитель.

Для монтажа этого материала на большие площади требуется специальное, распыляющее волокна оборудование, в простонародье называемое «пылесосом». Благодаря нему, можно напылять вату как на конструкцию, которая ещё не зашита с одной из сторон, так и закачивать материал внутрь уже смонтированной стены через специально проделанные для этого отверстия. На небольшие площади волокно можно наносить без применения спецсредств подобно штукатурке.

Из недостатков необходимо отметить усадку, которую материал дает со временем, что приводит к снижению его теплоизоляционных свойств. Это устраняется закачкой дополнительного количества утеплителя в уже смонтированную конструкцию, что не всегда удобно.

Теплопроводность эковаты примерно равна теплопроводности минерального утеплителя при их одинаковой плотности, поэтому расчет будет таким же.

Пенополистирол

Всем с детства знакомый пенопласт. Используется в строительных технологиях очень давно, но до сих пор не потерял актуальность из-за своей низкой теплопроводности и небольшой массы.

Технология производства пенополистирола достаточно проста:

• Полистирол доводят до температуры плавления и под давлением насыщают его парами и газами. В итоге образуются маленькие шарики, наполненные воздухом.
• Далее шарики повторно нагревают и прессуют в листы самой различной формы.
• Для улучшения характеристик пенопласт обрабатывают экструдером — опять доводят до вязкого состояния, а затем формуют (выдавливают через специальное отверстие). Так получается экструдированный пенополистирол.

Из минусов этого утеплителя можно отметить его горючесть и паронепроницаемость, поэтому чтобы снизить вероятность разрушения ограждающих конструкций вследствие скопления конденсата внутри них, необходимо предусмотреть эффективную систему вентиляции.

Плотность пенопласта варьируется от 20 до 160 кг/м³ при коэффициенте теплопроводности 0,03-0,05 Вт/(м*℃).

Таким образом, можно посчитать, что минимальная толщина этого утеплителя для Московской области должна быть не меньше 150 мм (3 х 0,05).

Полиуретановое напыление

Как и эковата, этот вид утеплителя появился на рынке сравнительно недавно. Полиуретановая пена — это пористая, но прочная изоляция. Наносится она на поверхность в жидком виде при помощи специальной установки, которая генерирует пену из химических компонентов и под давлением разбрызгивает ее на поверхность. Время полного высыхания слоя толщиной в 10 мм примерно час.

Каждый производитель по-разному определяет соотношение компонентов для получения полиуретановой пены и не рекомендует нарушать рецептуру при замешивании смеси.

Плотность вспененного полиуретана зависит от химических компонентов, применяемых для получения пены, и может составлять от 10 до 110 кг/м³, но наибольший теплоизоляционный эффект достигается при использовании материала с плотностью 30-40 кг/м³.

Самый большой плюс данного метода утепления — это абсолютная герметичность. В процессе напыления образуются однородные слои, заполняющие собой все стыки и швы. Среди минусов нужно отметить цену. Пока это самый дорогостоящий вид утеплителя, из всех, которые есть на рынке.

Из-за прекрасных теплоизоляционных свойств полиуретана, минимальная толщина слоя для Подмосковья составит всего 80 мм, а для сибирских регионов от 100 до 150 мм.

Пример расчета толщины стены

Толщина утепления каркасного дома для постоянного проживания на примере Московской области (такой расчет был приведён выше) составила 130 мм при применении минеральной ваты плотностью 50 кг/м³.

Здесь у потребителя будет выбор – что заказывать, в зависимости от наличия предложений:

• Поскольку большинство производителей выпускают этот утеплитель толщиной 50 и 100 мм, то придётся положить изоляцию либо в три слоя толщиной по 50 мм, либо в два 100 и 50 мм. От этого коэффициент теплопроводности не изменится.

На заметку! Проведя аналогичные расчеты, многие производители, для удовлетворения спроса, ввели на утеплитель 50 плотности складские программы (50 + 100 мм).

• Заказать производство утеплителя требуемой толщины – 130 мм. Хотя, этот путь дольше и куб материала получится дороже, но при меньшем слое утепления может оказаться выгоднее.

В качестве наружной обшивки была выбрана OSB толщиной 12 мм с воздушным зазором в 50 мм и штукатуркой 5 мм. Внутренняя часть обшита гипсокартоном 13 мм.

Итого:

При использовании утеплителя 50+100 мм
150 + 12 + 50 + 5 + 13 = 230 (мм).

При использовании утеплителя 130 мм
130 + 12 + 50 + 5 + 13 = 210 (мм).

Теперь, ориентируясь на эти данные можно производить расчет фундамента, но нужно понимать, что это всего лишь математический расчет и он не учитывает проблемы, которые могут возникнуть при монтаже конструкции.

Онлайн калькулятор фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость фундаментов различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Заключение

При грамотном расчете толщины стен учитывается достаточно большое количество дополнительных факторов, влияющих на теплосбережение:

• Качество дверей, окон и их количество в будущем строении.
• Наличие сквозняков внутри помещения.
• Роза ветров на участке и наличие солнца.

Поэтому всегда лучше подстраховаться и заложить в проект немного большую толщину стен, чем этого требует математика. В противном случае, возможные проблемы, связанные с тепловыми потерями, придётся решать дополнительным внутренним или внешним утеплением, что повлечет за собой дополнительные расходы.

Реклама. ООО «СТМ» ИНН: 7743095044
Реклама. Акционерное общество «Управляющая компания «СТИФ» ИНН: 7743334380