Для пользователей сайта разработан специальный сервис, который называется «Калькулятор напылёнщика». Его предназначение — помочь в расчете всех важных параметров перед началом утепления.
К этим параметрам относятся:
- толщина слоя ППУ,
- расход компонентов,
- стоимость по средней цене.
Калькулятор создан опытными специалистами и гарантирует точность. Чтобы приступить к началу расчета показателей нажмите здесь.
Необходимая толщина слоя ППУ при напылении
Один из первых вопросов, с которым сталкивается владелец бизнеса в области теплоизоляции, в том числе и в области напыления пенополиуретана (ППУ), является вопрос расчета требуемой толщины слоя теплоизоляционного материала. Действительно, в задаче очень много переменных — климатическая зона, тепловлажностные условия внутри помещения, назначение помещения, какой частью строительной конструкции является область утепления, требуемая температура в помещении, сопротивление теплопередаче существующей строительной конструкции, свойства теплоизоляционного материала, влагонакопление и некоторые другие факторы. Особенно трудно приходится, когда напыление ППУ применяется только лишь для отдельной части строительной конструкции, а не для всего помещения.
С одной стороны, велик соблазн угодить Заказчику и предложить меньший слой теплоизоляционного материала, чтобы войти в его бюджетные ожидания и быть конкурентоспособным относительно других вариантов теплоизоляционных материалов. Но с другой стороны, недостижение самой цели утепления грозит потерей репутации, финансовыми издержками на проведение дополнительных работ или даже судебным процессом. В некоторых же случаях, наблюдается и обратная ситуация — Заказчик не верит, что сравнительно небольшой слой ППУ сможет гарантировать желаемую теплоизоляционную защиту. На наш взгляд, и в том и в другом случае твердым основанием может стать научный и доказательный подход к расчету требуемой толщины теплоизоляционного слоя.
Попробуем, не уходя в научные дебри, разобраться вместе в том, как это сделать.
Проведение теплотехнических расчетов
Любые и даже упрощенные теплотехнические расчеты ограждающих конструкций должны основываться на следующих нормативных документах:
- СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» — скачать
- СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» — скачать
- ГОСТ Р 54851–2011 «Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче» — скачать
- СТО 00044807-001-2006 «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий» — скачать
Как видите, расчеты сложны и требуют времени для изучения и внедрения. Благо в наше время существует возможность перевести эти сложные формулы и длинные таблицы в гораздо более понятные программы расчета, в которые лишь нужно внести исходные данные и выбрать применяемые материалы с их толщиной. Так существуют онлайн калькуляторы и отдельные программные продукты, устанавливаемые на персональный компьютер.
Одним из наиболее полных онлайн теплотехнических калькуляторов является «SmartCalc» . При расчетах он оперирует данными и условиями из всех четырех вышеуказанных нормативных документов. При этом он позволяет использовать как существующую базу данных материалов с их свойствами, так и дополнять ее своими материалами. Кроме определения требуемой толщины теплоизоляционного слоя он позволяет оценить, не будет ли накапливаться избыточное количество влаги в конструкции во время эксплуатации, а также оценить тепловые потери.
В качестве бесплатного программного продукта для ПК часто используют программу для теплотехнического расчета «Теремок» . Программа проводит расчеты на основе всех необходимых нормативных документов. Интерфейс управления программой очень простой. Программа дает возможность проводить расчеты в 2-ух режимах — расчет требуемой толщины теплоизолятора и проверка запроектированного «пирога» конструкции.
Отдельного внимания требует программный продукт для специалистов — «Temper-3D», который предназначен для расчета температурных полей и теплового сопротивления зданий и сооружений. Помимо функций, заложенных в вышеперечисленных программах, «Temper-3D» позволяет провести трехмерный тепловой анализ для каждого отдельного узла или сечения и вывести графическую 3D картину распределения температур, а также составить документацию с результатами расчета и выводами, рассчитать мощность отопительных приборов.
Далее в статье мы с Вами будем рассматривать упрощенные расчеты, которые позволят произвести предварительную оценку требуемой толщины ППУ, а также приведем примеры расчетов с применением ППУ.
Теплопроводность ППУ при различной плотности
Одним из важнейших показателей, отвечающих за определение толщины слоя теплоизолятора, является его теплопроводность, характеризующаяся через коэффициент теплопроводности. Именно величина этого показателя во многом и определяет насколько эффективен тот или иной утеплитель, а также используется при любых теплотехнических расчетах, даже простейших.
Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м•K) и обозначается «ʎ», что в физическом смысле означает количество теплоты, проходящей через 1 куб.м однородного материала за 1 час при разнице температур внутри и снаружи в 1 градус Кельвина. Чем ниже величина этого показателя, тем эффективнее он работает в качестве утеплителя.
Однако, как мы уже хорошо усвоили, пенополиуретан, его свойства и сферы применения в значительной степени зависят от плотности. С коэффициентом теплопроводности все ровно также. Нет плохого или хорошего ППУ, есть сферы его применения в соответствии с его свойствами. Ниже приведена таблица с ориентировочными коэффициентами теплопроводности для различных плотностей ППУ при напылении:
| Плотность ППУ, кг/куб.м | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м•K) | Сферы применения при напылении ППУ |
|---|---|---|
|
8-20 преимущественно открытоячеистая структура |
0,035-0,040 | внутренняя тепло- и шумоизоляция, изоляция межэтажных перекрытий, не устойчив к механическим нагрузкам |
|
20-25 около 50% открытых ячеек |
0,030-0,036 | внешняя и внутренняя тепло- и шумоизоляция, должен быть защищен от попадания атмосферных осадков, не устойчив к механическим нагрузкам |
|
30-35 преимущественно закрытоячеистая структура |
0,020-0,026 | внешняя и внутренняя тепло- и шумоизоляция, в том числе изоляция фундаментов при глубине засыпки не более 3 м, не предназначен для хождения |
|
40-45 закрытоячеистая структура |
0,022-0,028 | внешняя и внутренняя изоляция, в том числе изоляция фундаментов при глубине засыпки не более 3 м, не для частого хождения |
|
60-70 закрытоячеистая структура |
0,028-0,034 | внешняя и внутренняя изоляция, в том числе изоляция фундаментов и эксплуатируемой кровли |
|
100-110 закрытоячеистая структура |
0,035-0,040 | внешняя и внутренняя изоляция, в том числе изоляция фундаментов и эксплуатируемой кровли |
Как видно из таблицы, наиболее эффективно, в качестве теплоизолятора, ППУ ведет себя при плотности от 30 до 50 кг/куб.м. В этом интервале плотностей наблюдается удачное сочетание свойств — малое количество открытых ячеек, способных конвекцией переносить тепло, и малая плотность, не позволяющая теплу передаваться через толщу стенок ППУ.
Для более точного определения коэффициента теплопроводности необходимо запрашивать у поставщика сырья результаты испытаний на конкретную марку ППУ-компонентов или же самостоятельно отдавать образцы на экспертизу в лабораторию строительных материалов.
Сопротивление теплопередаче ППУ
Перед тем как перейти к каким-либо теплотехническим расчетам необходимо ввести понятие сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, называемым также термическим сопротивлением. Сопротивление теплопередаче измеряется в (м²·K)/Вт и обозначается «R», в физическом смысле, характеризует требуемую разницу температур снаружи и внутри однородного материала площадью 1 кв.м для прохождения 1 Вт энергии. Чем выше величина этого показателя, тем эффективнее теплоизоляционные свойства ограждающей конструкции.
Формула расчета проста:
R = d / ʎ ,
где d — это толщина слоя материала в метрах,
ʎ — коэффициент теплопроводности в Вт/(м•K).
Приведем пример расчета сопротивления теплопередаче 10 см ППУ с плотностью 30-40 кг/куб.м, приняв средний коэффициент теплопроводности равным 0,025 Вт/(м•K):
R = d / ʎ = 0,1 / 0,025 = 4 (м²·K)/Вт
Для понимания смысла данных величин приведем пример расчета потерь тепловой энергии с 1 кв.м с кровли изолированной 10 см ППУ с плотностью 30-40 кг/куб.м. Предположим, что среднегодовая температура на улице составляет —5 ˚С, а в доме +20 ˚С. Тогда разница температур составит 25 °С. Потери же тепловой энергии с 1 кв.м с кровли (обозначим их «E») составят:
Eср = (Tвнут — Тнар) / R = (Tвнут — Тнар) / (d / ʎ) = (20 — (-5)) / (0,1/0,025) = 25 / 4 = 6,25 Вт/м2
Таким образом, мы упрощенно вычислили среднегодовой отток тепла с 1 кв.м кровли в час. Умножив получившееся значение на общую площадь кровли и количество часов в году, мы определим теплопотери всей кровли в год. Разумеется, мы здесь не учитывали такие факторы как оконные и чердачные проемы, сопротивление теплопроводности существующих конструкций, мостики холода и т.д. Но ориентир и схема расчета понятны.
При теплотехнических расчетах ограждающих конструкций в строительстве ориентирами выступают требуемые значения сопротивления теплопередаче всего «пирога» конструкции (обозначим как «Rтреб»). Т.е. сопротивление теплопередаче конструкции должно быть не ниже требуемого. Эти требуемые значения можно найти в таблицах в вышеприведенных нормативных документах (СНиП, ГОСТ, СТ и СТО). Причем цифры будут отличаться в зависимости от климатической зоны, влажностных условий эксплуатации помещения и его назначения, а также какой частью здания является рассчитываемая конструкция (стена, перекрытие, крыша, фундамент, окно и т.д.).
Упрощенный теплотехнический расчет
Итак, теперь мы готовы к упрощенному расчету требуемой толщины слоя ППУ при напылении. Еще раз хочу обратить Ваше внимание, что расчет не академический, а лишь ориентировочный, и никак не учитывает накопление избыточного количества влаги в конструкции во время эксплуатации.
Путем нехитрых превращений преобразуем формулу:
dппу = (Rтреб — Rконстр) • ʎппу = (Rтреб — dконстр / ʎконстр) • ʎппу,
где dппу — требуемый слой ППУ в метрах,
Rтреб — требуемое сопротивление теплопередаче в (м²·K)/Вт,
Rконстр — сопротивление теплопередаче существующей ограждающей конструкции в (м²·K)/Вт,
ʎппу — коэффициент теплопроводности ППУ в Вт/(м•K),
ʎконстр — коэффициент теплопроводности существующей ограждающей конструкции в Вт/(м•K).
Задача. Возьмем для примера существующее жилое помещение (коттедж) в г. Казани с нормальным влажностным режимом эксплуатации, стена которого представляет собой кладку из полнотелого силикатного кирпича толщиной 380 мм (в 1,5 кирпича) на цементно-песчаном растворе. Вопрос — какой минимальный слой ППУ с плотностью 30-40 кг/куб.м потребуется для эффективной теплоизоляции фасадных стен?
Решение. Примем следующие допущения:
Rтреб = 3,21 (м²·K)/Вт — берем из справочных данных в соответствии с климатической зоной Казани и требованиям к данному типу помещения;
ʎппу = 0,025 Вт/(м•K) — средняя величина из справочных данных для ППУ с плотностью 30-40 кг/м3;
ʎконстр = 1,05 Вт/(м•K) — из справочных данных для полнотелого силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе.
Произведем расчет:
dппу = (Rтреб — dконстр / ʎконстр) • ʎппу = (3,21 — 0,38 / 1,05) * 0,025 = 0,07 м
Ответ: для эффективной теплоизоляции фасадных стен данного помещения потребуется слой ППУ толщиной всего в 7 см. Проверку нашего решения на онлайн калькуляторе «SmartCalc» можно увидеть по ссылке.
Необходимость упрощенных вычислений
При помощи приведенных в данной статье инструментов и формул можно вести с Заказчиком конструктивный и доказательный диалог по выбору утеплителя и его толщины, ссылаясь на конкретные нормативные документы. Несмотря на кажущуюся сложность расчетов, однажды углубившись в них вы вскоре поймете, что упрощенные вычисления можно произвести в течение всего пары минут. А некоторые цифры вполне нетрудно запомнить, и аппретирование ими в процессе переговоров с Заказчиком из памяти только добавит Вам плюсы.
Дополнительно по данной теме смотрите:
Смотрите видео: контроль толщины ППУ
Смотрите больше видео в специальном разделе на сайте Химтраст.
