лся в качестве пароизоляции, он все равно имеет поры и процесс инфильтрации только сдерживает, но не останавливает. Кроме того, укладка утеплителя происходит в условиях естественной атмосферной влажности, а значит, утеплитель уже может содержать в себе избыточную влагу. В процессе эксплуатации влага добавится в результате инфильтрации воздуха — парниковый эффект обеспечен. Прибавим к этому зимний мороз, и эффективность утеплителя заметно снизится. Нужно как-то осушать конструкцию.
Осушение утеплителя осуществляют посредством создания вентиляционных продухов. Между верхней кромкой утеплителя и обрешеткой оставляют воздушную прослойку толщиной около 2 см. Прослойку выполняют так, чтобы она была открытой у свеса кровли и у конька. Такая прослойка обеспечит естественную вентиляцию воздуха в зоне утеплителя (рис. 14).
Рис. 14.Вентиляция в зоне утеплителя крыши:
1 — подвесной потолок; 2 — пароизоляция; 3 — утеплитель; 4 — воздушная прослойка; 5 — сплошная обрешетка; 6 — дополнительная гидроизоляция; 7 — разреженная обрешетка; 8 — черепичная кровля; 9 — стропило; 10 — кобылка; 11 — коньковый элемент
Необходимо добавить, что утеплитель, оклеенный со всех сторон алюминиевой фольгой, повышает свою эффективность в два раза. Фольга не только резко сокращает процесс инфильтрации, сводя его к нулю, но и обладает свойством отражать лучистую тепловую энергию (эффект термоса). Как многие знают, кипяток в термосе долго остается горячим не только из-за того, что термос имеет утепленные или вакуумные стенки, а главным образом из-за того, что стенки колбы зеркальные. Тепловые лучи отражаются от них и не проходят в тело сосуда. Использование фольги в качестве пароизоляции также благотворно скажется на тепловом режиме здания. Фольга, кстати, снижает влияние ядерной и солнечной радиации.
Правильно выбранная толщина утеплителя снизит затраты на отопление дома. Известно, что понижение температуры теплоносителя, принятого для отопления дома (например, воды в радиаторе отопления), всего на один градус дает почти десятипроцентную экономию топлива.
Экономить на утеплителе нельзя! Деньги, затраченные на его приобретение, вернутся экономией топлива.
Как правильно выбрать толщину утеплителя? Читатель может рассуждать примерно так: поставлю утеплитель потолще. Потолще чего? Как определить, где толще, где тоньше? Для правильности выбора толщины утеплителя нужно сделать теплорасчет. Так как в нашей стране большой разброс по минимальным зимним температурам в различных регионах и зонам влажности, то выбор утеплителей достаточно богат. Читатель сам должен сделать теплорасчет или заказать его специалистам. Повторяюсь, экономия в этом вопросе не к месту.
Расчет толщины утеплителя для мансардных кровель и чердачных перекрытий
Полный теплорасчет утепления кровли проводится по СНиП 11-3-79 «Строительная теплотехника» (М.: Стройиздат, 1996)и СНиП 2.01.01–22 «Строительная климатология и геофизика» (М.: Стройиздат, 1983). В ближайшее время должны появиться новые издания этих СНиПов, так как и в Европе, и у нас введены или вводятся новые нормы, предусматривающие увеличение толщины утепляющих слоев примерно в два раза. В нашем теплорасчете эти изменения учтены.
Точный теплорасчет определяет толщину утеплителя, учитывает затухание температуры в конструкции в зависимости от температурных колебаний наружного воздуха и режима отопления, учитывает влажность воздуха и не допускает появления температуры точки росы не только на поверхности, но и внутри конструкции. В нем проводится расчет тепловой устойчивости ограждающих конструкций.
Но так как провести такой теплорасчет человеку неподготовленному будет очень сложно, приведем упрощенную его схему, в которой будет ряд допусков. Полученная в результате расчета толщина утеплителя будет примерно такой, какой нужно, даже чуть больше требуемой.
1. Определяем требуемое тепловое сопротивление кровли в зависимости от разницы наружных и внутренних температур воздуха, м2∙град/Вт:
Rтр = (tв — tн)/26,1, где
tв — расчетная температура внутреннего воздуха, град, то есть это температура, которую вы хотите иметь у себя в доме. Принимается по СНиПу и равна 18°, но наиболее комфортная температура все-таки 21°;
tн — расчетная температура самой холодной пятидневки в вашем регионе. Принимается по СНиПу. Так как СНиП большинству читателей недоступен, ее можно определить, исходя из собственного опыта. Например, если вы поставите температуру минус 32 градуса, то по СНиПу она в вашем регионе не опускается ниже —29 градусов, значит, ваш утеплитель будет чуть толще.
2. Определим расчетное тепловое сопротивление, оно будет несколько выше, чем требуемое. Мы его примем с коэффициентом 3 для утепления кровли в мансарде и чердачном перекрытии в варианте холодного чердака. И с коэффициентом 2 — для вертикальных стен мансарды.
Rрас = к∙Rтр; к = 3, к = 2.
Коэффициенты различаются, потому что инфильтрация воздуха через потолок значительно больше, чем через стены. Теплый воздух поднимается вверх, а не в бок.
Читателю будет интересно знать, что повышающий коэффициент составляет, например, в Дании — 2,38, Франции — 2,44, Германии — 2,12, Италии — 2,77, Норвегии — 3,7, Швеции 3,35.
3. Определяем толщину утеплителя, м (рис. 15).
δут = [Rрас — ((1/8,7) + Rпр + (δ1/λ1) + (δ2/λ2) +… + (δi/λi))]∙λут,
где δi — толщина каждого слоя конструкции кровли, м;
λi — коэффициент теплопроводности каждого слоя, Вт/м∙град (определяется по таблице);
Rпр — теплосопротивление воздушной прослойки, м2∙град/Вт (определяется по таблице, если в конструкции нет воздушных прослоек эту величину из формулы выключают);
λут — коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/м∙град (определяется по таблице в зависимости от того, какой утеплитель вы хотите применить. При использовании новейших утеплителей, которых нет в таблице, коэффициент вам обязана сообщить торгующая фирма).
Как видите, в упрощенном теплорасчете всего две формулы. Сделать его под силу любому человеку.
Пример теплорасчета утепления кровли мансарды
Дано: район строительства — Московская обл., конструкция кровли (рис. 15);
Рис. 15.Иллюстрация к тепловому расчету
— асбестоцементные волнистые листы, δ1 = 0,01 м, δi = 52 Вт/м∙град;
— обрешетка из хвойных пород дерева, δ2 = 0,025 м, δi = 0,35 Вт/м∙град;
— воздушная прослойка Rпр = 0,15 м2 град/Вт при толщине 2 см;
— утеплитель — минераловатные плиты с объемным весом 50 кг/м3, δут = 0,06, либо плиты из пенополиуретана λут = 0,04 Вт/м∙град;
— пароизоляция — один слой толя δ3 = 0,003; λ3 = 0,17 Вт/м∙град;
— подвесной потолок из фанеры δ4 = 0,01; λ4 = 0,18 Вт/м∙град.
Решение. По карте влажности и условиям эксплуатации (см. приложение
1) определяем, что наш район строительства относится к группе Б. На основании этого определяем по табл. все коэффициенты теплопроводности (конкретно для каждого слоя ставим их в «дано»).
1. Находим требуемое сопротивление, где внутреннюю температуру принимаем равной 21°, наружную — минус 32°:
Rтр = (tв — tн)/26,1 = (21 + 32)/26,1 = 2,03 м2∙град/Вт
2. Находим расчетное теплосопротивление:
Rрac = 3Rтр = 3∙2,03 = 6,09 м2∙град/Вт
3. Находим толщину утеплителя из минераловатной плиты:
δут = [Rрас — ((1/8,7) + Rпр + (δ1/λ1) + (δ2/λ2) + (δ3/λ3) + (δ4/λ4)+ 1/12)]∙λут = (6,09 — (1/8,7) — 0,15 — (0,01/0,52) — (0,025/0,35) — (0,003/0,17) — (0,01/0,18) — 1/12)∙0,06 = 0,33 ~= 35 см
Толщина утеплителя получилась несколько великоватой, заменим утеплитель из минеральной ваты на полиуретан. Тогда толщина утепляющего слоя составит:
δут = (6,09 — (1/8,7) — 0,15 — (0,01/0,52) — (0,025/0,35) — (0,003/0,17) — (0,01/0,18) — 1/12)∙0,04 = 0,22 ~= 25 см
Для того чтобы читатель убедился в правомерности упрощенного теплорасчета, сообщим, что в Германии толщина утеплителя из минераловатных плит по последним нормам принимается равной 20 см, против 10 см старых норм. У нас толщина слоя этого утеплителя получилась 35 см, но и климат нашего Подмосковья (для него мы и считали) гораздо жестче. Значит, читатель может смело воспользоваться нашим теплорасчетом.
Если теплая мансарда не имеет вертикальных стен, то весь расчет ведут по этой схеме. Расчет вертикальных стенок и стен фронтонов ведут аналогично, но расчетное теплосопротивление вычисляют с коэффициентом 2, а не 3.
Расчет утепления перекрытия между домом и холодным чердаком делают аналогично приведенному выше.
Вентиляция
Вентиляция неутепленных чердаков осуществляется через слуховые окна и специально подготовленные продухи, расположенные на противоположных скатах кровли (рис. 16).
Рис. 16. Вентиляция холодных чердаков