Меню

Как рассчитать толщину утеплителя для пола по грунту

Утепление пола по грунту – расчет толщины термоизоляции

Наверное, никого не нужно убеждать в том, что пол на первом этаже частного дома должен иметь надежную термоизоляцию. Это важно и для создания комфортных условий проживания, и с точки зрения сохранения здоровья всех членов семьи. Кроме того, эффективная система утепления всех строительных конструкций собственного дома – это залог экономного расходования энергоносителей для обеспечения работы системы отопления зимой, другого климатического оборудования – в любое время года. Да и на долговечность самого строения правильно организованная система термоизоляции также оказывает значительное влияние.

Утепление пола по грунту – расчет толщины термоизоляции

На первых этажах частных домов полы частенько оборудуются непосредственно по грунту – это, например, характерно для зданий на ленточном фундаменте. Существует целый ряд способов их термоизоляции с использованием различных утеплительных материалов. Но в любом случае необходимо заранее определяться – какой слой утеплителя будет достаточным для того, чтобы можно было смело заявлять о полноценности термоизоляции.

Попробуем разобраться в этом вопросе: утепление пола по грунту – расчет толщины термоизоляции, например, как утеплить пол в частном доме.

Принцип проведения расчета

Было бы большой ошибкой полагать, что утеплять любую строительную конструкцию можно, как говорится, «на глаз». Хорошо, если повезет и угадаете, но вероятность такой удачи – невелика, можно ошибиться как в одну, так и в другую сторону. И то, и другое – плохо. О последствиях недостаточности термоизоляции уже говорилось выше. А ее избыточность приводит к совершенно ненужному перерасходу материалов или усложнению конструкции.

Все должно основываться на расчетах. Да, многих читателей заранее пугает перспектива проведения каких бы то ни было вычислений. Поспешим их успокоить – ничего сверхъестественно сложного их не ждет. Тем более, мы «вооружим» их и пониманием принципа расчета, и удобным калькулятором, в котором всего лишь надо будет указать некоторые исходные данные.

Непосредственно про технологию выполнения термоизоляционных работ при утеплении пола говориться не будет – этому отведена специальная публикация нашего сайта. Остановимся лишь на тех нюансах, которые напрямую влияют на размеры термоизоляционного слоя.

Как производится утепление полов в частном доме?

Задача непростая, но справиться с ней можно и самостоятельно, не прибегая к услугам наемных специалистов. Пусть в помощь читателю будет специальная публикация нашего портала, посваященная именно утеплению полов в частном доме своими руками.

Итак, чтобы утепление считалось полноценным, суммарное сопротивление теплопередаче строительной конструкции (его еще часто называют термическим сопротивлением) должно быть не ниже установленного нормированного значения. Этот показатель измеряется в м² × °С / Вт, и рассчитан для каждого региона с учетом специфики климатических условий. Конкретное значение можно отыскать в таблицах СНиП, уточнить в местной строительной организации или просто взять из предлагаемой карты-схемы территории России.

Важно – для разных конструкций установлены свои нормированные значения. Раз мы имеет дело с полом, то нас интересует значение «для перекрытий». Чтобы проще было ориентироваться на схеме, эти показатели выделены голубыми цифрами.

Нормированные значения термического сопротивления для строительных конструкций жилых домов по регионам России

Теперь – небольшая формула, которая потребуется для проведения расчетов.

Термическое сопротивление однородного слоя строительной конструкции равно:

R = h / λ

h – толщина этого слоя (важно – выраженная в метрах)

λ – коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлен этот слой (измеряется в Вт/м×°С).

Коэффициенты теплопроводности – это табличные величины, значение которых несложно найти на справочных интернет-ресурсах. А для утеплительных материалов они, кроме того, обычно указываются производителем в паспортных данных.

Суммарное термическое сопротивление строительной конструкции, состоящей из нескольких слоев, в числе которых — и слой утепления, будет равно:

Rc = R₁ + R₂ +…+ Rt = h₁ / λ₁ + h₂ / λ₂ + …+ ht / λt

Символ «t» в данном случае говорит, что это показатели слоя термоизоляции.

Итак, если известно значение нормированного термического сопротивления, если имеется представление о строении создаваемой конструкции пола, то совсем несложно определить ту толщину утеплительного материала, которая обеспечит нужный уровень термоизоляции.

Читайте также:  Чем моют мраморные полы

ht = (Rc – h₁ / λ₁ – h₂ / λ₂ – …) × λt

Зная коэффициент теплопроводности выбранного термоизоляционного материала, получаем его необходимую толщину.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как монтировать пленочный теплый пол под ламинат

Возможные варианты утепления пола по грунту

С принципом расчета определились. Но теперь нужно разобраться, а какое возможно сочетание слоев при создании пола по грунту? И какие из них имеет смысл принимать в расчет?

  • В качестве термоизоляционного материала в таких условиях очень часто используется керамзит. Причем, нередко он выступает в роли единственного утеплителя.

(Здесь и дальше будут показаны схемы. Сразу скажем – они даны со значительным упрощением. В частности, на них не указаны слои гидроизоляции. Не из-за того, что они неважны, просто в теплотехнических расчётах их учитывать не имеет смысла – слой слишком тонок, чтобы оказать сколь-нибудь серьезное влияние на общие утеплительные качества всего «пирога» пола.)

Утепление пола по грунту только керамзитом.

Цены на керамзит

Идем снизу вверх.

1 – слой уплотненного грунта, на котором возводится пол. В расчет не принимается, так как именно от теплопотерь через грунт (имеющий колоссальную теплоёмкость и способный буквально «высасывать» тепло из дома при некачественном утеплении) и затевается вся термоизоляция.

2 – утрамбованный песчаный или песчано-щебеночный слой. В расчет не принимается, по той же причине, что и грунт.

3 – слой керамзита – вот эту толщину и следует рассчитать. Так как термоизоляционные качества керамзита практически втрое ниже чем, скажем, у минеральной ваты или пенополистирола, толщина этого слоя может потребоваться весьма внушительной.

4 – армированная бетонная стяжка пола. Принимать в расчет – смысла не видно, так как теплопроводность бетона весьма высока. И при толщинах стяжки всего в 50 ÷ 100 мм ее термоизоляционные качества практически не сыграют роли.

5 – финишное покрытие пола. Если применяется натуральная доска, толстая клееная фанера или ОСП, то можно учесть этот слой при проведении расчетов. Термоизоляционные качества древесины – весьма неплохие, и это позволит хоть на сколько-то уменьшить слой керамзитовой засыпки. А условия нередко бывают такие, что каждый миллиметр подъема пола – на счету.

Если же в качестве покрытия рассматриваются ламинат, линолеум, и тем более – керамическая плитка, то их вполне можно проигнорировать при расчётах. Или теплопроводность высока, или уж слишком тонкий слой, не играющий никакой роли.

  • Второй вариант – использование плитных утеплительных материалов. Это могут быть, например, пенополистирол различного типа, специальные марки минеральной ваты повышенной плотности, блоки пеностекла и другие утеплители.

Схему можно представить так:

Утепление пола по грунту без использования керамзита

Что здесь появилось на схеме нового:

6 – это так называемая «бетонная подготовка» — тонкий (порядка 30÷50 мм) слой тощего бетона. Удобно в том плане, что по такой поверхности проще выполнять качественную гидроизоляцию, а затем – и укладку утеплительного материала. Теплотехнических свойств – практически никаких, то есть в расчет не принимается.

7 – слой выбранного утеплительного материала. Именно его толщину и предстоит определить.

Далее, армированная стяжка и финишное покрытие – все без изменений.

  • Третий вариант – комплектное использование керамзита и другого, более эффективного термоизоляционного материала. Качественные утеплители частенько имеют весьма немалую стоимость, и такой подход позволяет добиться определенной экономии средств.

Для термоизоляции пола по грунту используется и керамзит, и другой, более эффективный утеплитель

Подробнее о том, как производится утепление пола пеноплексом — читайте в специальной статье нашего портала.

По схеме здесь, наверное, пояснять ничего не нужно – все те же слои, что уже упоминались в первых двух вариантах. Для расчёта толщины более дорогого утеплителя придётся заранее прикинуть толщину керамзитовой засыпки.

Для второго и третьего вариантов может применяться и несколько измененная схема. Основное утепление под стяжкой пола не производится. А на самой стяжке уже идет крепление лаг с последующим настилом на них деревянного (фанерного и т.п.) пола. В таком варианте утеплитель (плитный, рулонный или засыпной) укладывается в пространство между лагами. Слой термоизоляции меняет свое положение, но, в принципе, на результат расчёта это не оказывает влияния.

Читайте также:  Как устанавливают опорные столбы для пола

Все, должно быть, встало по местам, и можно переходить уже непосредственно к расчету. То есть – к нашему онлайн-калькулятору. Ниже будет дано несколько пояснений по рабо» те с программой.

Калькулятор расчета утепления пола по грунту

Пояснения по работе с калькулятором.

Особых пояснений, наверное, и не требуется – все должно быть интуитивно понятно. Но, тем не менее…

  • Начинаем с того, что определяем по карте схеме нормированное значение термического сопротивления для своего региона (для перекрытий) и указываем его в поле ввода.
  • Далее, предстоит сразу решить, будет ли утепление вестись исключительно керамзитом, либо будет применяться другой термоизоляционный материал, опять же, самостоятельно или в комплексе с керамзитом. От выбора пути расчёта зависят дальнейшие действия и итоговый результат.

А. Если выбран путь «только с керамзитом», то останется только указать (при необходимости) толщину и материал напольного покрытия – и сразу переходить к кнопке «РАССЧИТАТЬ…»

Результат будет показан в миллиметрах, и это – толщина слоя необходимой керамзитовой засыпки.

Б. Если выбран путь расчета с использованием других утеплителей, то откроется несколько дополнительных окон.

— Сначала будет предложено указать толщину дополнительной керамзитовой засыпки, если она планируется. В том случае, когда ее не будет, просто оставляется значение толщины по умолчанию, равное нулю.

— С обшивкой чистового пола – никаких изменений нет.

— А вот следующим шагом будет необходимо выбрать основной термоизоляционный материал – из предлагаемого списка. Значения коэффициентов теплопроводности утеплителей уже внесены в базу калькулятора.

После нажатия кнопки расчета будет показан результат в миллиметрах. Это – толщина того самого выбранного утеплителя.

Кстати, расчет по второму пути позволяет еще и сравнить различные утеплительные материалы по их эффективности. Кроме того, можно решить и еще одну побочную задачу. Например, бывает, что видится материально выгодным приобрести плиты утеплителя толщиной в 50 мм. Варьируя значения толщины керамзитовой дополнительной засыпки можно быстро и без проблем определить, какой же ее слой потребуется, чтобы основной утеплитель «уложился» в планируемую толщину плит.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какой какие характеристики имеет утеплитель пеноплекс

Еще одно важное замечание. Нередко начинающие строители задают вопрос, а нельзя ли уменьшить толщину термоизоляции, если утепление планируется «усилить» системой подогрева пола?

В самом вопросе уже заложена смысловая ошибка! Утепление пола и система «теплый пол» — это совершенно разные понятия! И планируемый монтаж системы подогрева пола не только не снижает требований к его термоизоляции, но даже делает их более жёсткими.

Дело в том, что подогревать пол, не имеющий полноценной термоизоляции – это в буквальном смысле слова выбрасывать деньги «на ветер». Затраченные на расходуемые энергоносителя средства станут уходить на никому не нужное «отопление» грунта под полом или воздуха на улице.

Завершим статью размещением видео, в котором подробно рассказывается об обустройстве утепленных полов по грунту. Радиатор мс 140 изучайте по ссылке.

Видео: Полы по грунту – утеплять или нет?

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 04.08.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Источник

Результаты расчетов теплопотерь полов по грунту

Запись дневника создана пользователем mfcn, 27.10.14
Просмотров: 11.009, Комментариев: 6

Добрый день!

Решил выложить здесь результаты расчетов по утеплению пола по грунту. Расчеты велись в программе Therm 6.3.

Пол по грунту — бетонная плита толщиной 250мм с коэффициентом теплопроводности 1,2
Стены — 310 мм с коэффициентом теплопроводности 0,15 (газобетон или дерево)
Для простоты стены до грунта. Тут может быть много вариантов по утеплению и мостикам холода узла, для простоты их опускаем.
Грунт — с коэффициентом теплопроводности 1. Влажная глина или влажный песок. Сухие — более теплозащитные.

Читайте также:  Как настелить доски для пола

Утепление. Здесь 4 варианта:
1. Утепления нет. Просто плита по грунту.
2. Утеплена отмостка шириной 1м, толщиной 10см. Утепление ЭППС. Сам верхний слой отмостки не учитывался, так как не оказывает большой роли.
3. Утеплена лента фундамента на 1м глубиной. Утепление также 10см, ЭППС. Бетон не прорисован так как близок к грунту по теплопроводности.
4. Утеплена плита под домом. 10см, ЭППС.

Коэффициент теплопроводности ЭППС принимался равным 0,029.
Ширина плиты взята 5,85м.

Исходные данные по температурам:
— внутри +21;
— снаружи -3;
— на глубине 6м +3.

6м тут это оценка УГВ. Взял 6м потому что это наиболее близко к варианту с моим домом, хотя у меня и нет полов по грунту, но результаты также применимы для моего теплого подполья.

Результаты в графическом виде вы видите. Приложено в двух вариантах — с изотермами и «ИК».

В цифровом получены данные для поверхности пола в виде U-factor, величины обратной нашему сопротивлению теплопередаче ([R]=К*м2/Вт).

В пересчете результаты следующие (в среднем по полу):

По мне так очень интересные результаты. В частности достаточная высокая величина по 1-му варианту говорит о том что не так уж и необходимо утеплять плиту по полу каким бы то ни было образом. Утеплять грунт надо когда рядом грунтовые воды и тогда мы имеем вариант 4, с частично отсеченным грунтом от теплового контура. При том с близким УГВ мы не получим 5,59. так как принятые в расчете 6м грунта не участвуют в утеплении. Следует ждать R

3 в данном случае или около того.

Также весьма существенно то, что край плиты в расчетном варианте довольно теплый 17,5oC по первому неутепленному варианту , стало быть там не ожидается промерзание, конденсат и плесень, даже при увеличении градиента температур вдвое ( -27 на улице). При том, следует понимать, что при подобных расчетах пиковые температуры не оказывают никакой роли, так как система весьма теплоемкая и грунт промерзает неделями-месяцами.

Варианты 1,2,3. А особенно вариант 2 — наиболее инерционный. В тепловой контур тут вовлекается грунт не только тот что непосредственно под домом, но и под отмосткой. Время установления температурного режима как на рисунке — это годы и фактически температурный режим будет средним за год. Период порядка 3мес успевает вовлекать в теплообмен лишь 2-3м грунта. Но это отдельная история, поэтому пока завершу, лишь отмечу, что характерное время пропорционально толщине слоя в квадрате. Т.е. если 2м — 3 месяца, то 4м уже 9месяцев.

Также отмечу, что на практике, вероятно, при относительно небольшом УГВ (типа 4,5м и ниже) следует ждать худших результатов теплоизоляционных свойств грунта ввиду испарения воды из него. К сожалению, инструмента который смог бы провести расчет в условиях испарения в грунте мне не знаком. Да и с исходными данными тут большая проблема.

Оценку с влиянием испарения в грунте провел следующим образом.
Нарыл данные что вода в суглинках поднимается капилярными силами от УГВ на 4-5м

Ну в качестве исходных данных этой цифрой и воспользуюсь.
Нагло положу, что эти же 5м сохраняются в моем расчете при любых обстоятельствах.
В 1м грунта до пола диффундирует пар, и величина коэффициента паропроницаемости может быть нарыта. Коэффициент паропроницаемости песка 0,17, глинобитки 0,1. Ну для надежности возьму 0,2 мг/м/ч/Па.
На глубине метр в расчетных вариантах кроме варианта 4 около 15град.
Итого там давление паров воды составляет 1700Па (100% отн).
В помещении возьмем 21град 40%(отн.)=>1000Па
Итого у нас 700Па градиент давления пара на 1м глины с Mu=0,2 и 0,25м бетона с Mu=0,09
Итоговая паропроницаемость двухслойки 1/(1/0,2+0,25/0,09)=0,13
В итоге имеем поток пара из грунта 0,13*700=90 мг/м2/ч=2,5e-8 кг/м2/с
Умножаем на теплоту испарения воды 2,3МДж/кг и получаем дополнительные теплопотери на испарение => 0,06Вт/м2. Мелочи это. Если говорить на языке R (сопротиваления теплопередаче), то подобный учет влаги приводит к снижению R примерно на 0,003, т.е. несущественно.

Источник