Přesnou tloušťku pěny lze vypočítat pouze pomocí tepelně technických výpočtů. Není to tak složité, jak se na první pohled zdá.
Během výpočtu je možné určit optimální tloušťku izolace, která pomůže zateplit dům, aniž byste přeplatili přebytečnou tepelnou izolaci, která ve vašem případě není potřeba. Při výpočtu se bere v úvahu oblast výstavby, protože na ní závisí klima, které určuje, jak teplý by měl být dům. Článek poskytuje stručný návod, jak provádět tepelné výpočty.
Krok 1 – určete složení stěny
Potřebná tloušťka izolace závisí především na tom, z jakého materiálu budou stěny postaveny. Provzdušněné bloky, cihly a další stavební materiály budou vyžadovat různé tloušťky tepelné izolace, protože se liší tepelnou vodivostí. Čím hůře materiál vede teplo, tím tenčí izolační vrstvu potřebuje.
Jako příklad zvažte cihlovou zeď izolovanou pěnovým plastem. Ve směru zevnitř ven budou následující vrstvy:
- Keramická cihla: tloušťka β = 240 mm (stěna ze 2 cihel), součinitel tepelné vodivosti λ = 0,6 W/m 2 ⸱°С.
- Pěnový plast: β neznámá (požadovaná hodnota), λ = 0,0,35 W/m 2 ⸱°C.
- Polymerová omítka: β = 30 mm, λ = 1 W/m 2 ⸱°С.
Je dobré vědět! Můžete použít speciální izolační omítku se součinitelem tepelné vodivosti 0,2 W/m 2 ⸱°C. Potom může být izolační vrstva méně tlustá.
.jpg)
Stěnová konstrukce např. tepelnětechnický výpočet
Krok 2 – zjistěte požadovaný odpor prostupu tepla
Jakákoli obvodová konstrukce, včetně stěny, musí poskytovat Rtr – minimální hodnotu odporu prostupu tepla, při které bude v obývacím pokoji optimální teplota (18 °C). Když to vezmeme v úvahu, můžeme dát rovnítko mezi skutečné R stěny a Rtr. Z této rovnosti bude možné zjistit požadovanou tloušťku jakékoli izolace, nejen pěnového plastu.
Hodnotu Rtr lze určit pomocí referenčních dat. Závisí na GSOP – denostupních topného období, které se určuje podle následujícího vzorce:
kde tв je minimální teplota v obývacím pokoji, která je 18°C, tav je průměrná teplota pozorovaná venku během topného období, z je její trvání ve dnech (odpovídá počtu dní, kdy je venkovní teplota nižší než +8 °C). Níže uvedená tabulka ukazuje příklady tav a z pro různá města – tyto referenční údaje lze snadno najít na internetu.
Tabulka s délkou topné sezóny a průměrnou teplotou za topnou sezónu
Vezmeme-li jako staveniště město Moskva, pak se tav bude rovnat –3,1 °C a z bude 214 dní. Odtud vypočítáme GSOP:
GSOP = (18 – (–3,1) ⸱ 214 = 4500 °C⸱den/rok.
Vezmeme tuto hodnotu a podíváme se na tabulku 3 SP 50.13330.2012, která určuje základní hodnotu Rtr.
Tabulka 3 SP 50.13330.2012
Najdeme hodnoty nejbližší 4500 a použijeme poměr k výpočtu konkrétního Rtr:
4000/2,8 = 4500/x, odkud x = 4500⸱2,8/4000 = 3,15 m2 ⸱°C/W.
Rtr se rovná 3,15 m 2 ⸱°C/W – přesně takový odpor proti prostupu tepla by měla mít naše cihlová zeď izolovaná pěnovým plastem při stavbě domu v Moskvě.
Krok 3 – vypočítejte tloušťku pěny
Zbývá vypočítat konkrétní tloušťku pěny potřebné k zateplení stěny z našeho příkladu. To lze provést pomocí vzorce pro výpočet libovolného R (ne požadovaného, ale obvyklého odporu přenosu tepla):
kde β je tloušťka materiálu (m), λ je součinitel tepelné vodivosti (W/m 2 ⸱°С), Rв + Rсн je odpor proti přenosu tepla vzduchu stěn uvnitř a vně (podle referenčních údajů součet se rovná 0,16 W/m 2 ⸱° S.
Protože se stěna skládá z několika vrstev, je třeba to vzít v úvahu při výpočtu R. V tomto případě bude mít vzorec následující podobu:
R = βк/λк + βп/λп + βш/λш + Rв + Rсн,
kde βk a λk, βp a λp, βsh a λsh jsou tloušťka a tepelná vodivost cihel, pěnového plastu a omítky. Ze všech těchto údajů je neznámá pouze tloušťka pěny – zjistíme ji ze vzorce a na základě toho, že R by se mělo rovnat Rtr, které jsme určili výše. Zbývající hodnoty jsou známé:
- βк = 0,24 m, λк = 0,6 W/m2 ⸱°С;
- βп neznámé, λп = 0,035 W/m 2 ⸱°С;
- βsh = 0,03 m, λsh = 1 W/m2 °C.
Vzorec bude mít následující podobu:
R = 0,24/0,6 + pp/0,035 + 0,03/1 + 0,16 = Rtr = 3,15 W/m2°C.
Pak se βп bude rovnat:
βп = (3,15 – 0,24/0,6 – 0,03/1 – 0,16) ⸱ 0,035 = 0,0896 m nebo 9 cm.
Ukazuje se, že k zateplení stěny ze 2 cihel, která bude dokončena omítkou, budete potřebovat pěnový plast o tloušťce nejméně 9 cm. To odpovídá průměrným hodnotám akceptovaným jako univerzální pro střední část země – 10-15 cm.Pokud místo obvyklé použijete i izolační omítku s λ = 0,2 W/m 2 ⸱°C, pak se tloušťka izolace mírně zmenší a bude činit 8,5 cm. polystyrenová pěna se prodává ve formě desek o tloušťce 20, 30, 40, 50 a 100 mm, s vysokou pravděpodobností v obou případech, pro izolaci bude racionální vzít 100 mm desky, které poskytnou požadované teplo přenosový odpor.
Jak vybrat optimální tloušťku pěny pro izolaci? O řešení problému hovoříme pro specialisty zabývající se zateplováním budov.
Pěnový polystyren neboli pěnový polystyren je jedním z nejoblíbenějších materiálů pro zateplování budov. Výběr správné tloušťky pěny je důležitým aspektem, který určuje účinnost a trvanlivost izolace. V tomto dlouhém čtení se podíváme na to, jak zvolit optimální tloušťku pěnového polystyrenu pro izolaci v souladu s klimatickými podmínkami Ruska a sousedních zemí. Zaměříme se na požadavky stanovené v SNiP (stavební normy a pravidla) Ruska a také shrneme zkušenosti profesionálních stavitelů a inženýrů.
Faktory při výběru pěny pro izolaci
Při výběru pěnové izolace je třeba vzít v úvahu několik klíčových faktorů.
Za prvé, klimatický region a podmínky prostředí hrají důležitou roli. V Rusku a sousedních zemích lze rozlišit různé klimatické zóny, jako je studená kontinentální, mírná a subtropická.
Za druhé je kritická požadovaná úroveň tepelné izolace. Stavební předpisy a předpisy, včetně SNiP, stanoví minimální požadavky na tepelnou izolaci budov. Důležité je však také zohlednit individuální potřeby a očekávání zákazníka. Rovněž stojí za zvážení struktury a vlastností budovy, jako je materiál stěn a základů, přítomnost izolovaných dutin, oken a dveří. To může vyžadovat další vrstvy pěny nebo alternativní materiály.
A důležitá jsou samozřejmě i rozpočtová omezení a odolnost materiálu. Různé typy pěny mají různé náklady a dostupnost a mohou mít různou dlouhodobou životnost a výkon.
Určení optimální tloušťky pěny
Stanovení optimální tloušťky pěny vychází z doporučení a norem a také s přihlédnutím ke klimatickým podmínkám. SNiP Ruska má specifické požadavky na tepelnou izolaci budov a doporučené tloušťky izolace.
Pro stanovení tloušťky pěny se používají i tepelné výpočty a programy, které zohledňují klimatické parametry, tepelné ztráty a požadovanou úroveň tepelné izolace. Je důležité požádat o radu profesionální inženýry a specialisty na izolace, kteří mají zkušenosti v konkrétní klimatické oblasti.
Doporučení pro různé klimatické oblasti
V závislosti na klimatické oblasti se mohou doporučení pro tloušťku pěny lišit. Chladné kontinentální klima typické pro některé regiony Ruska vyžaduje silnější vrstvu pěny, která zajistí účinnou tepelnou izolaci v tuhých zimách a nízkých teplotách.
V mírném klimatu, jako je většina Evropy, je vyžadována tloušťka pěny, která splňuje doporučení stanovená v SNiP a dalších stavebních předpisech.
V subtropickém klimatu, typickém pro některé sousední země, mohou být požadavky na tloušťku pěny méně přísné, ale musí stále splňovat zavedené normy a poskytovat dostatečnou tepelnou izolaci v podmínkách vysokých teplot a vlhkosti.
| klimatický oblastech | klimatický podokresy | Průměrná měsíční teplota vzduch v lednu, °C | Průměrná měsíční teplota vzduch v červenci, °C |
|---|---|---|---|
| I | IA | Od -32 a níže | Od + 4 do + 19 |
| I | IB | Od -28 a níže | Od 0 do + 13 |
| I | IB | -14 až -28 | Od + 12 do + 21 |
| I | IG | -14 až -28 | Od 0 do + 14 |
| I | ID | -14 až -32 | Od + 10 do + 20 |
| II | IIA | -4 až -14 | Od + 8 do + 12 |
| II | IIB | -3 až -5 | Od + 12 do + 21 |
| II | IIВ | -4 až -14 | Od + 12 do + 21 |
| II | IIG | -5 až -14 | Od + 12 do + 21 |
| III | IIIA | -14 až -20 | Od + 21 do + 25 |
| III | IIIB | -5 až +2 | Od + 21 do + 25 |
| III | IIIV | -5 až -14 | Od + 21 do + 25 |
| IV | IVA | -10 až +2 | Od +28 a výše |
| IV | IVB | Od + 2 do + 6 | Od + 22 do + 28 |
| IV | IVV | Od 0 do + 2 | Od + 25 do + 28 |
| IV | IVG | -15 až 0 | Od + 25 do + 28 |
Pro každou specifikovanou klimatickou zónu v Rusku se doporučení pro tloušťku pěnového plastu pro izolaci mohou lišit. Níže jsou uvedena obecná doporučení založená na klimatických charakteristikách každé zóny:
Arktická zóna (klimatická zóna I) a subarktická zóna (klimatická zóna II): V těchto zónách, kde jsou velmi nízké teploty, se doporučuje použít poměrně silnou vrstvu pěny pro zajištění účinné tepelné izolace. Doporučená tloušťka pěny může být od 100 mm nebo více.
Mírné kontinentální pásmo (klimatická zóna III): V této zóně, která zahrnuje Moskevskou oblast, Leningradskou oblast a Petrohrad, může být doporučená tloušťka pěnového plastu pro izolaci budov přibližně 100-150 mm.
mírné pásmo (klimatická zóna IV): Pro tuto zónu, která zahrnuje západní část Ruska na západ od Moskvy a Petrohradu, se doporučuje použít pěnový plast o tloušťce přibližně 80-120 mm.
Mírné námořní pásmo (klimatická zóna V): Pro tuto zónu, která zahrnuje západní pobřeží území Kamčatka a část Primorského území, se doporučuje tloušťka pěny asi 70-100 mm.
Středomořská zóna (klimatická zóna VI): Pro tuto zónu, která zahrnuje část Primorského území, oblast Sachalin a Kurilské ostrovy, se doporučuje použít pěnový plast o tloušťce asi 60-80 mm.
Středokontinentální zóna (klimatická zóna VII): V této zóně, která zahrnuje jižní část Krasnojarského území, Irkutskou oblast, část Transbajkalského území a Amurskou oblast, se doporučuje tloušťka pěny asi 80-120 mm.
Kontinentální zóna (klimatická zóna VIII): Pro tuto zónu, která zahrnuje část Transbajkalského území, Amurskou oblast, část území Chabarovsk a Židovskou autonomní oblast, se doporučuje použít pěnový plast o tloušťce asi 100-150 mm.
Extrémní kontinentální zóna (klimatická zóna IX): V této zóně, která zahrnuje část území Trans-Bajkal, oblast Amur a část území Primorsky, se doporučuje použít pěnový plast o tloušťce asi 120-180 mm.
Tato doporučení pro tloušťku pěny jsou obecnými pokyny a pro konkrétní budovu nebo projekt je vždy vhodné konzultovat se zkušenými specialisty na izolace a dodržovat ruské požadavky SNiP pro dosažení optimální tepelné izolace. Přesněji, při výpočtu optimální tloušťky polystyrenové pěny pro izolaci budov můžete použít následující vzorec:
Tloušťka pěny = (ΔT × Q × L) / (K × R)
ΔT – teplotní rozdíl mezi vnějším a vnitřním okolním vzduchem;
Q – tepelné ztráty stavební konstrukcí (ve W/m²);
L – délka topné periody (v sekundách);
K – součinitel prostupu tepla pěnového plastu (ve W/(m °C));
R – požadovaná úroveň tepelné izolace budovy (v m²·°C/W).
Doporučuje se provádět výpočty pomocí speciálních programů a inženýrských technik, které berou v úvahu mnoho faktorů, včetně klimatických podmínek, geografické polohy budovy, jejích konstrukčních prvků a požadavků SNiP. Při výběru pěny a její tloušťky byste měli vzít v úvahu i další faktory, jako je očekávaná životnost budovy, dostupnost dodatečné izolace, dostupná rozpočtová omezení a stavební předpisy.
Je důležité si uvědomit, že optimální tloušťka pěny se může lišit pro různé části budovy (stěny, střecha, podlaha atd.) a v závislosti na konkrétních podmínkách a požadavcích každého projektu. Proto se doporučuje konzultovat s odborníky, abyste získali přesné výpočty a doporučení pro konkrétní případ.
Jak izolovat budovy pomocí polystyrenové pěny?
Izolace budovy pomocí polystyrenové pěny vyžaduje několik kroků. Nejprve je nutné provést přípravné práce, včetně kontroly stavu stěn a základů, jakož i čištění povrchu od nečistot a poškození. Dále je pěna připevněna ke stěnám pomocí lepidla nebo mechanického upevnění. Lepicí upevnění se obvykle používá pro hladké povrchy, zatímco mechanické upevnění lze použít pro drsnější povrchy nebo v aplikacích vyžadujících dodatečnou pevnost upevnění. Dokončovací práce zahrnují vyplnění švů a vyrovnání povrchu pěny, stejně jako nanášení ochranných a dekorativních nátěrů, jako je omítka nebo obkladové materiály.
Izolace budovy pomocí polystyrenové pěny v krocích:
1. Přípravné práce:
– Posouzení stavu stěn a základů: Zkontrolujte, zda stěny nejsou prasklé, vlhké nebo jinak poškozené. Opravy a odstraňování závad musí být provedeny před izolací.
– Čištění povrchu: Odstraňte prach, špínu, olej nebo jiné nečistoty z povrchu stěny. Podle potřeby používejte čisticí prostředky a elektrické nářadí.
– Příprava spojovacích prvků: Pokud budete používat mechanické upevnění pěnou, připravte si potřebné spojovací prvky, jako jsou hmoždinky nebo šrouby.
2. Připevnění pěny:
– Lepicí upevnění: Pro hladké povrchy stěn můžete použít speciální lepicí kompozice určené pro upevnění pěnového plastu. Naneste lepidlo na zadní stranu pěny a opatrně ji přitlačte ke stěně podle pokynů výrobce.
– Mechanické upevnění: Pro drsnější povrchy stěn nebo tam, kde je vyžadována dodatečná pevnost, lze pěnu mechanicky upevnit. K tomu použijte speciální upevňovací prvky (hmoždinky, šrouby) a nástroje pro jejich instalaci.
3. Vyplnění švů a vyrovnání povrchu:
– Vyplnění spár: K vyplnění spár mezi pěnou a spárami stěn použijte speciální montážní pěny nebo tmely. To pomůže zabránit vnikání studeného vzduchu a zlepšit izolaci.
– Vyrovnání povrchu: V případě potřeby vyrovnejte povrch pěny pomocí tmelu nebo jiných vhodných materiálů. To zajistí hladký povrch pro následné dokončovací práce.
4. Ochranné a dekorativní nátěry:
– Omítka: Naneste vrstvu omítky na povrch pěny. Omítku lze nanášet v několika vrstvách pro dosažení požadované tloušťky a povrchové úpravy.
– Obkladové materiály: Pokud je požadován dekorativní design, lze použít obkladové materiály, jako je cihla, přírodní kámen, obklady nebo jiné dokončovací panely. Pro správnou instalaci dodržujte pokyny výrobce.
Techniky pro zvýšení účinnosti pěnové izolace:
Vylepšené upevnění a těsnění: Ujistěte se, že pěna je bezpečně připevněna ke stěnám, přičemž věnujte zvláštní pozornost utěsnění všech švů a spojů. Použijte kvalitní lepidla nebo mechanické upevnění, abyste zajistili, že nebudou žádné mezery, které by mohly umožnit vnikání studeného vzduchu.
Ochrana proti vlhkosti: Polystyrenová pěna má nízkou hygroskopičnost, nicméně pro zajištění trvanlivosti a zachování tepelně izolačních vlastností je důležité zajistit ochranu před vlhkostí. Zabránění pronikání vlhkosti do konstrukce pomůže použití hydroizolačních materiálů, jako jsou parotěsné fólie nebo hydroizolační nátěry.
Odstranění tepelných mostů: Tepelné mosty jsou oblasti v konstrukci, kde dochází ke zvýšené tepelné vodivosti a jsou možné tepelné ztráty. Při zateplení pěnoplastem je nutné dbát na eliminaci tepelných mostů. To může vyžadovat další opatření, jako je použití izolačních vložek do okenních a dveřních otvorů, tepelně izolačních materiálů podél stropů a dalších míst, kde mohou vznikat tepelné mosty.
Vnější úprava: Použití vysoce kvalitní vnější úpravy na izolovaný povrch může zlepšit jeho ochranné vlastnosti a estetický vzhled. Omítka, obkladové materiály nebo dekorativní nátěry mohou dodatečně chránit pěnu před mechanickým poškozením a vlivy prostředí.
Komplexní izolace: Pokud je nutné dosáhnout vysoké úrovně tepelné izolace, doporučuje se použít komplexní izolaci, která kombinuje pěnový polystyren s jinými izolačními materiály, jako je minerální vlna nebo polyuretanová pěna. To umožňuje vytvořit efektivnější zateplovací systém a odstranit případné nedostatky jedné izolace.
