Утепление пола по грунту – расчет толщины термоизоляции: калькулятор и описание

Принципы проведения расчётов утеплительных работ

Методика «теплотеха» для напольных покрытий нижних этажей существенно отличается от расчёта теплового сопротивления прочих ограждающих конструкций. Для нижнего термобарьера всё связано с разной средой: контакт с воздухом, грунтом, который задерживает тепло, препятствует его передаче, даже поглощает. Техники расчёта различаются из-за большого количества сторонних факторов, однако каждая требует отдельного изучения.

Расчёт пола нижних этажей сооружений, например, на свайном фундаменте, обсчитывают с использованием методики Мачинского, которая предполагает деление напольного покрытия на 4 условные зоны. Они образуются по периметру сооружения на поверхности пола шириной в 200 см. Для отдельной зоны существуют расчётные показатели, которые показывают сопротивление теплопередаче (измеряется в квадратных метрах·К/Вт):

Зоны сопротивления теплопередаче

1 зона — 2,1 м2К/Вт.
2 зона — 4,3 м2К/Вт.
3 зона — 8,6 м2К/Вт.
4 зона — 14,2 м2К/Вт.

В узких помещениях последние зоны чаще отсутствуют, в просторных последняя зона занимает место, которое остаётся от первых трёх.

При строительстве пола в заглублённых домах с цокольным этажом считается высота стенки до линии грунта с улицы. Фундаментный бетон принимают за эквивалент грунту, тепло, которое уходит через слой почвы, условно передвигается к поверхности.

Тепло, уходящее сквозь поверхность пола, рассчитывают как проникающее вглубь грунта. Значит, степень насыщения теплотой и разница температур неодинаковые. Такие данные указаны в методике расчёта Сотникова, однако для правильного её применения требуется определение исходных показателей по климату.

Для правильного проведения расчётных данных, указывающих на сопротивление теплопередаче, существует специальная программа. Для получения результата требуется заполнить несколько строк.

Утепление деревянного каркасного пола эковатой

Эковату можно наносить несколькими способами:

Механический метод

Для механизированного способа необходима специализированная выдувная машина, которая распыляет эковату под давлением тремя вариантами: сухим (смесь эковаты и воздуха), влажным (с добавлением воды), клеевым (с небольшим добавлением клеевого состава к воде). Для утепления пола подходит сухое напыление.

Влажный способ применим для открытых наклонных, вертикальных конструкций (стены), т.к. влажная смесь лучше сцепляется с утепляемой поверхностью. Эковату с клеевым раствором наносят на потолки, т.к. в этом случае требуется большее сцепление.

Ручной метод

Пакет с эковатой распаковывают, высыпают утеплитель в ёмкость (ведро). Т.к. при упаковке эковату утрамбовывают, то её необходимо “разбить” дрелью со специальной насадкой. После этого утеплитель равномерно распределяют между лагами с небольшой горкой по центру. При дальнейшем монтаже чистового настила эковата утрамбуется и займёт всё пространство.

Преимущество ручного нанесения утеплителя – низкая стоимость в сравнении с механизированным способом. Недостаток – высокая трудоёмкость и длительность.

Определяем необходимую толщину утеплителя

Правильный расчет теплоизоляции повысит комфортность дома и уменьшит затраты на обогрев. При строительстве не обойтись без утеплителя, толщина которого определяется климатическими условиями региона и применяемыми материалами. Для утепления используют пенопласт, пеноплекс, минеральную вату или эковату, а также штукатурку и другие отделочные материалы.

Как рассчитать утепление самостоятельно

Чтобы рассчитать, какая должна быть у утеплителя толщина, необходимо знать величину минимального термосопротивления. Она зависит от особенностей климата. При ее расчете учитывается продолжительность отопительного периода и разность внутренней и наружной (средней за это же время) температур. Так, для Москвы сопротивление передаче тепла для наружных стен жилого здания должно быть не меньше 3,28, в Сочи достаточно 1,79, а в Якутске требуется 5,28.

Термосопротивление стены определяется как сумма сопротивления всех слоев конструкции, несущих и утепляющих. Поэтому толщина теплоизоляции зависит от материала, из которого выполнена стена. Для кирпичных и бетонных стен требуется больше утеплителя, для деревянных и пеноблочных меньше

Обратите внимание, какой толщины бывает выбранный для несущих конструкций материал, и какая у него теплопроводность. Чем тоньше несущие конструкции, тем больше должна быть толщина утеплителя

Теплопроводность

Способность материала пропускать тепло определяется его теплопроводностью. Дерево, кирпич, бетон, пеноблоки по-разному проводят тепло. Повышенная влажность воздуха увеличивает теплопроводность. Обратная к теплопроводности величина называется термосопротивлением. Для его расчета используется величина теплопроводности в сухом состоянии, которая указывается в паспорте используемого материала. Можно также найти ее в таблицах.

Приходится, однако, учитывать, что в углах, местах соединения несущих конструкций и других особенных элементах строения теплопроводность выше, чем на ровной поверхности стен. Могут возникнуть “мостики холода”, через которые из дома будет уходить тепло. Стены в этих местах будут потеть. Для предотвращения этого величину термосопротивления в таких местах увеличивают примерно на четверть по сравнению с минимально допустимой.

Пример расчет

Нетрудно произвести с помощью простейшего калькулятора расчет толщины термоизоляции. Для этого вначале рассчитывают сопротивление передаче тепла для несущей конструкции. Толщина конструкции делится на теплопроводность используемого материала. Например, у пенобетона плотностью 300 коэффициент теплопроводности 0,29. При толщине блоков 0,3 метра величина термосопротивления:

Рассчитанное значение вычитается из минимально допустимого. Для условий Москвы утепляющие слои должны иметь сопротивление не меньше чем:

Затем, умножая коэффициент теплопроводности утеплителя на требуемое термосопротивление, получаем необходимую толщину слоя. Например, у минеральной ваты с коэффициентом теплопроводности 0,045 толщина должна быть не меньше чем:

Кроме термосопротивления учитывают расположение точки росы. Точкой росы называется место в стене, в котором температура может понизиться настолько, что выпадет конденсат – роса. Если это место оказывается на внутренней поверхности стены, она запотевает и может начаться гнилостный процесс. Чем холоднее на улице, тем ближе к помещению смещается точка росы. Чем теплее и влажнее помещение, тем выше температура в точке росы.

Толщина утеплителя в каркасном доме

Необходимая толщина определяется по тем же формулам, что и при традиционном строительстве. Дополнительные слои многослойной стены дают примерно 10% от его величины. Толщина стены каркасного дома меньше, чем при традиционной технологии, и точка росы может оказаться ближе к внутренней поверхности. Поэтому излишне экономить на толщине утеплителя не стоит.

Формулы расчета сопротивления для крыш используют те же, но минимальное термосопротивление в этом случае немного выше. Неотапливаемые чердаки укрывают насыпным утеплителем. Ограничений по толщине здесь нет, поэтому рекомендуется увеличивать ее в 1,5 раза относительно расчетной. В мансардных помещениях для утепления крыши используют материалы с низкой теплопроводностью.

Особенности технологии

Данный вид теплоизоляции считается одним из самых эффективных, но в то же время и весьма трудоемким. Это связано с предварительной подготовкой грунта под зданием. Специфика монтажа утепляющего слоя заключается в отсутствии жесткой привязки к стенам здания

Поэтому помимо теплоизоляции следует обратить особое внимание на минимальную усадку всей конструкции при дальнейшей эксплуатации

В подавляющем большинстве случаев данный вид утепления применяется для ленточного типа фундамента. Его следует выполнять только после окончательного застывания опорной конструкции здания. Существует определенная схема выполнения работ, которая состоит из следующих этапов:

Подготовка грунта. Она заключается в обработке слоя почвы путем тщательной утрамбовки поверхности.
Подсыпка из гравия и песка. Этот слой необходим для минимальной усадки конструкции, а также будет частично выполнять гидроизоляционные функции.
Бетонная подушка. Основа, на которую будет устанавливаться утеплитель.
Монтаж первого слоя влагоизоляции. Необходим при высоком уровне грунтовых вод.
Теплоизоляционная прослойка. Может состоять из утеплителей различного вида, начиная от доступных природных материалов и заканчивая современными полимерными структурами.
Вторичный слой гидроизоляции. Устанавливается только для теплоизоляционных материалов с гидрофобными свойствами: базальтовая вата, керамзит, смесь глины и древесной стружки.
Бетонная стяжка с армирующей сеткой. Является основой для монтажа чистового пола.

По сравнению с другими способами утепления эта методика отличается повышенной трудоемкостью и жесткими требованиями ко всем слоям. В итоге они должны сформировать эффективный и надежный пирог утепления пола. Поэтому следует рассмотреть порядок его обустройства детально.

Теплотехнический расчет пол по грунту пример

Теплотехнический расчет пола по грунту

Кацумомо

Регистрация: 18.11.2009

Сообщений: 6

Цитата из СНиП 23-02-2003 Приложение Г, формула Г.5 ” При проектировании полов по грунту или отапливаемых подвалов вместо Аf, и Rfr перекрытий над цокольным этажом в формуле (Г.5) подставляют площади Аf, и приведенные сопротивления теплопередаче Rfr стен, контактирующих с грунтом, а полы по грунту разделяют по зонам согласно СНиП 41-01 и определяют соответствующие Аf, и Rfr;” Открывая СНиП 41-01 ни одного слова, ни формулы связанной с данной темой я не нашла. Подскажите, может я не туда смотрю.Может есть все-таки пример расчета?

то есть результат бесконечной нормотворческой работы компетентных инстанций. СНиПы, СП и прочее меняются с такой скоростью и столь кординально, что ссылки перестают быть рабочими. Такой расчет был в СНиП 2.04.05-91* приложение 9 (Старый СНиП по отоплению) Еще есть несколько иная интерпритация того же самого СП 23-101-2004. п 9.3.3. Но в СП крайне непонятно, что делать с утепленными полами по грунту…

расчет утеплителя полов по грунту

euro

Регистрация: 09.10.2010

Сообщений: 22

Есть несколько вопросов по методике расчета утепленных полов по грунту. Требуется расчитать толщину утеплителя в условном пироге, например (сверху вниз) линолеум, стяжка, утеплитель, бетонная плита, грунт основания. Исходя из порядка определения сопротивления теплопередаче описанного в СНиП 2.04.05-91* приложение 9 п.3 а также приложения Я п.2.1 СНиП 23-101-2004получается что для того чтобы определить сопротивление утепленного пола а также расчитать толщину утеплителя я должен – вычислить площадь всех зон, затем по формуле из СНиП 23-101-2004 посчитать сопротивление этого пола и под полученное значение “подгонять” сопротивление по формуле для утепленных полов из СНиП 2.04.05-91* (сначала считаю сопротивление конструкции пола без утеплителя по формуле R0=1/aint+1/an+сумма сопротивлений слоев конструкции(б/Л) (Л-лямбда), потом к полученному сопротивлению прибавляю сопротивление слоя утеплителя в зависимости от толщины пока значение не будет больше или равно сопротивлению пола расчитываемому по формуле из СНиП 23-101-2004) ??? может не очень понятно написал, могу привести конкретный пример расчета условного пирога пола например чтоб было видно где и что происходит по этому расчету, если методика правильная. Есть еще в МДС 31-1.98 в разделе 9 п.9.5 в котором для полов с покрытием, допустим, из линолеума без теплозвукоизолирующей подосновы то толщину теплозвукоизоляции под стяжкой следует принимать по таблице 9, но как бы и чего ? толщина слоя для любых условий одинаковая чтоли получается ? тоесть и для крайнего севера 60мм керамзита и для Москвы тоже самое? непонятно…

В ваших рассуждениях совсем не фигурирует СНиП 23-02-2003 “ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ“, там есть таблица 4 – Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, может она спасет вас от долгих мучений?

Гидроизоляционный слой

Основная цель операции защитить утеплитель от увлажнения. Находится слой выше уровня промерзания почвы. При попадании воды начнется его разрушение и снижение эксплуатационных качеств.

Пленку укладывают с необходимым перехлестом. Затем стыки герметизируют. Гидроизоляторы на битумной основе обильно обрабатывают готовым клеящим раствором или в случае использования метода наплавления, разжиженного горелкой до необходимого состояния материалом. Хорошая гидроизоляция защитит слой утеплителя для пола по бетону от нежелательного воздействия влаги, а главное позволит не переживать за состояние утеплителя под бетонным слоем.

https://youtube.com/watch?v=xNKy_C56UlU

P. S. 25.02.2016

Почти через год после написания статьи удалось разобраться с вопросами, озвученными чуть выше.

Во-первых, программа расчета теплопотерь в Excel по методике А.Г. Сотникова считает все правильно — точно по формулам А.И. Пеховича!

Во-вторых, внесшая сумятицу в мои рассуждения формула (3) из статьи А.Г. Сотникова не должна выглядеть так:

R27=δусл/(2*λ гр)=К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

В статье А.Г. Сотникова — не верная запись! Но далее график построен, и пример рассчитан по правильным формулам!!!

Так должно быть согласно А.И. Пеховичу (стр 110, дополнительная задача к п.27):

R27=δусл/λ гр=1/(2*λ гр )*К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

δусл=R27 *λ гр =(½)*К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

Обычно теплопотери пола в сравнении с аналогичными показателями других ограждающих конструкций здания (наружные стены, оконные и дверные проемы) априори принимаются незначительными и учитываются в расчетах систем отопления в упрощенном виде. В основу таких расчетов закладывается упрощенная система учетных и поправочных коэффициентов сопротивления теплопередаче различных строительных материалов.

Если учесть, что теоретическое обоснование и методика расчета теплопотерь грунтового пола была разработана достаточно давно (т.е. с большим проектным запасом), можно смело говорить о практической применимости этих эмпирических подходов в современных условиях. Коэффициенты теплопроводности и теплопередачи различных строительных материалов, утеплителей и напольных покрытий хорошо известны, а других физических характеристик для расчета теплопотерь через пол не требуется. По своим теплотехническим характеристикам полы принято разделять на утепленные и неутепленные, конструктивно – полы на грунте и лагах.

Расчет теплопотерь через неутепленный пол на грунте основывается на общей формуле оценки потерь теплоты через ограждающие конструкции здания:

где Q

– основные и дополнительные теплопотери, Вт;

– суммарная площадь ограждающей конструкции, м2;

tв

,tн – температура внутри помещения и наружного воздуха, оС;

— доля дополнительных теплопотерь в суммарных;

– поправочный коэффициент, значение которого определяется местоположением ограждающей конструкции;

Rо

– сопротивление теплопередаче, м2 °С/Вт.

Заметим, что в случае однородного однослойного перекрытия пола сопротивление теплопередаче Rо обратно пропорционально коэффициенту теплопередачи материала неутепленного пола на грунте.

При расчете теплопотерь через неутепленный пол применяется упрощенный подход, при котором величина (1+ β) n = 1. Теплопотери через пол принято производить методом зонирования площади теплопередачи. Это связано с естественной неоднородностью температурных полей грунта под перекрытием.

Теплопотери неутепленного пола определяются отдельно для каждой двухметровой зоны, нумерация которых начинается от наружной стены здания. Всего таких полос шириной 2 м принято учитывать четыре, считая температуру грунта в каждой зоне постоянной. Четвертая зона включает в себя всю поверхность неутепленного пола в границах первых трех полос. Сопротивление теплопередаче принимается: для 1-ой зоны R1=2,1; для 2-ой R2=4,3; соответственно для третьей и четвертой R3=8,6, R4=14,2 м2*оС/Вт.

Рис.1. Зонирование поверхности пола на грунте и примыкающих заглубленных стен при расчете теполопотерь

В случае заглубленных помещений с грунтовым основанием пола: площадь первой зоны, примыкающей к стеновой поверхности, учитывается в расчетах дважды. Это вполне объяснимо, так как теплопотери пола суммируются с потерями тепла в примыкающих к нему вертикальных ограждающих конструкциях здания.

Расчет теплопотерь через пол производится для каждой зоны отдельно, а полученные результаты суммируются и используются для теплотехнического обоснования проекта здания. Расчет для температурных зон наружных стен заглубленных помещений производиться по формулам, аналогичным приведенным выше.

В расчетах теплопотерь через утепленный пол (а таковым он считается, если в его конструкции есть слои материала с теплопроводностью менее 1,2 Вт/(м °С)) величина сопротивления теплопередачи неутепленного пола на грунте увеличивается в каждом случае на сопротивление теплопередаче утепляющего слоя:

Rу.с = δу.с / λу.с

где δу.с

– толщина утепляющего слоя, м;λу.с – теплопроводность материала утепляющего слоя, Вт/(м °С).

Теплоизоляция пола по грунту

При строительстве подвалов, гаражей и жилых помещений в теплых регионах обычно обустраивают бетонные или деревянные полы по грунту. При этом важную роль играет тип подстилающего грунта. Если грунтовые воды залегает в непосредственной близости от поверхности, то создание качественной гидроизоляции будет стоить на порядок дороже, чем устройство другой конструкции пола с использованием плит перекрытий и балок. В таком случае теряется главное преимущество устраиваемых по грунту полов – экономичность возведения. Первым этапом устройства пола по грунту являются работы по подготовке его основания.

Устройство бетонного пола

Пол по грунту улаживается в несколько слоев. Их количество и толщина варьируется в зависимости от особенностей района, где возводится дом.

Зачастую строители используют такую компоновку «слоеного пирога»:

• строительный речной песок;

• щебень или керамзит;

• слой гидроизоляционного материала;

• стяжка из бетона;

• армированная стяжка из бетона;

• устройство финишного напольного покрытия.

Это основная конструкция пола по грунту. Она изменяется или дополняется исходя от пожеланий заказчика и целей, которые нужно достичь при монтаже пола.

Подготовка основания

• Устройство бетонного пола над грунтом начинается с выравнивания основания. Для этого используется лазерный или оптический нивелир. Во время проведения нивелировки определяется нулевая отметка, рельеф и уровень чистовой поверхности пола. Проведя нивелировку, становятся видны предстоящие земляные работы, их величина и сложность.

• Проводится выравнивания и утрамбовывание грунтового основания. Если грунт рыхлый, можно добавить немного щебня. Проведение данной процедуры снижает вероятность просадки грунта и растрескивания пола.

• На уплотненное грунтовое основание насыпается слой речного песка. После увлажнения и трамбовки песчаного слоя мы получаем расчетную толщину.

• Поверх песчаной «подушки» насыпается слой керамзита, гравия или щебня, затем материал трамбуется. Для этого используют тяжелые катки или специальные вибротрамбующие машины.

Гидроизоляция основания

Благодаря устройству гидроизоляции обеспечивается предотвращение поглощения влаги бетонной стяжкой. Кроме этого отсекается капиллярный подъем грунтовой влаги. Для гидроизоляции подойдут рулонные битумные материалы или полимерные мембраны.

Часто для этих целей используют толстый полиэтилен, но во время проведения дальнейших работ существует большая вероятность его повреждения. Полотна гидроизоляционного материала размещаются внахлест, а края закрепляются строительным скотчем. Материал заводят на стены (высота от 15 до 20 см). После финишной стяжки срезаются излишки.

Заливка черновой бетонной стяжки

Этот слой является основой для укладки пароизоляции. Иногда тощий бетон промазывается битумом, выполняющим функции гидроизоляции. Черновая стяжка заливается бетоном и добавляется фракционный щебень. Толщина данного слоя должна составлять от 40 до 50 мм, допускаются перепады до 4 мм. Данный параметр отслеживается с помощью специального уровня.

Укладка пароизоляции

Следующий этап – укладка пароизоляционного материала. Это могут быть полимерно-битумные мембраны или мембраны на основе поливинилхлорида. Данные материалы долговечны и не подвержены гниению. Иногда в качестве пароизоляции используется полиэтиленовая пленка, но в таком случае не гарантируется качественная защита пола.

Утепление пола

Перед началом работ по утеплению производится теплотехнический расчет пола по грунту

Это важно для правильного выбора теплоизоляционного материала и расчета минимальной толщины утеплителя. Нельзя допустить просчеты, так как в противном случае во время эксплуатации помещения вы столкнетесь с проблемой холодного пола и значительными потерями тепла

Для утепления пола используется пенопласт, экструдированный пенополистирол, минеральная вата и другие материалы.

Финишная бетонная стяжка

Последний слой пола по грунту – это бетонная стяжкя, поверх которой настилается покрытие. Для армирования используется дорожная сетка. Если пол будет подвержен сильным нагрузкам, сетка заменяется каркасом.

Затем проводится заливка подготовленной бетонной смеси. Если необходимо много раствора, рекомендуется арендовать автобетоносмеситель. Через три недели после заливки бетонной смеси можно приступать к монтажу напольного покрытия.

Утепление пола и перекрытий

Большинство бревенчатых и брусчатых домов строят на свайном или ленточном фундаменте. В этом случае основой перекрытия первого этажа являются чаще всего деревянные балки. Перекрытие второго этажа — только деревянные балки. Для утепления перекрытия и пола используют различные виды утеплителя — плитную и рулонную минеральную теплоизоляцию, а также эковату. Толщина любой теплоизоляции для пола в нашем климате — 200 мм. Уменьшение слоя утеплителя может привести к промерзанию дома.

Минераловатные утеплители

К этому типу утеплителей относят каменную вату и стекловолоконную изоляцию (стекловату). Каменная вата — изоляция, изготовленная преимущественно из расплава изверженных горных габбро базальтовых пород. Стекловата — волоконная теплоизоляция, для получения которой используют то же сырье, что и для производства обычного стекла, или отходы стекольной промышленности. По показателям теплопроводности эти материалы примерно одинаковы. Для утепления пола по балкам применяют материалы низкой плотности (каменную вату плотностью 35- 40 кг/м3, стекловату — от 11 кг/м3), так как на них не приходится никакой нагрузки, а теплоизоляционные свойства материалов низкой плотности выше.

Негорючесть минераловатных утеплителей — очень полезное свойство, особенно при применении в деревянном доме, так как эти материалы являются преградой к распространению огня и защищают от возгорания деревянные конструкции. Но у каменной ваты более высокие противопожарные свойства (она начинает плавиться при температуре выше 1000 С, а стекловата — при 400-500 С). Благодаря упругости минеральной теплоизоляции она хорошо встает враспор между балками — без зазоров и щелей.

Утепление пола по грунту – расчет толщины термоизоляции

Принципы проведения расчётов утеплительных работ

Утепление деревянного каркасного пола эковатой