Топлоизолация на къща - как да изчислим дебелината?
Автор: Андреян Канавров
Колко см топлоизолация на външните стени на една къща да поставим? Когато имаме изготвен проект енергийна ефективност, този въпрос би трябвало да е изяснен и да получите обоснован отговор. Тази статия е за случаите, в които такъв отговор липсва или просто сте решили да изолирате дадена стена “на око”. Защо използваме израза “на око”? Aми, това най-често е препоръка от комшията, майстора, някой форум из интернет и т.н. Ако попаднете на такъв съвет, добре е той да е подплътен с изчисления, защото очакваният ефект от дебелината на топлоизолацията се изчислява според свойствата на материалите и тяхната дебелина.
Подготовка при избор на топлоизолация
Накратко, ако ви предстои поставяне на топлоизолация на къща или апартамент, то пред вас има три неизвестни, с които да се запознаете:
1. Топлоизолационни свойства на избрания материал.
2. Дебелина на слоя – какъв ще бъде ефектът?
3. Бюджет – колко ще ви струва?
На първият въпрос вече отговорихме в темата Видове топлоизолация. Там подробно разгледахме при какви условия се използват фирбан, стиропор, минерална вата и неопор. Разбира се, това не са единствените материали, но са най-масово използваните у нас.
Тук ще насочим вниманието Ви към дебелината на топлоизолацията и комбинацията ѝ с различните видове стенни конструкции. Що се отнася до бюджетът, там нещата са лесни – или го имаш или го нямаш. Истината е, че ако човек не знае какво купува, дори и неограниченият бюджет няма да му помогне.
Най-изгражданите външни топлоизолационни системи
В нашият случай ще обърнем внимание на три от най-масово използваните конструкции у нас. След като разгледаме поотделно всяка от тях, ще изведем и кратък сравнителен анализ. А те са:
- Стоманобетонна стена + 10 см топлоизолация
- Керамична тухлена стена + 10 см топлоизолация
- Дървена конструкция + топлоизолация
N.B. Във всеки от примерите ще използваме един и същ външен топлоизолационен слой от 10 см стиропор. Ще приемем също, че вътрешната страна на стената (обитаемата зона) е завършена с гипсокартон.
Стоманобетонна стена + топлоизолация
- Гипсокартон 12,5 мм + 50 мм конструкция
- Стоманобетонна стена 250 мм
- Лепило за топлоизолация 10 мм
- Стиропор 100 мм
- Шпакловка + мрежа 5 мм
- Минерална мазилка 2 мм
Обща дебелина на стената 430 мм
При монолитното строителство една част от външните стени са от стоманобетон – това са колоните и т.нар. шайби или още носещи стени. Тяхната площ се изчислява от инж. конструктор спрямо натоварването, което ще носят, но дебелината им най-често е 25 см. Това са и стените, при които най-трудно се постигат ниски нива на топлопреминаване, тъй като стоманобетонът е лош топлоизолатор – 𝜆=1,66 W/m.K.
При подобен тип изпълнение, което се среща в почти всеки дом, имаме коеф. на топлопреминаване на стената Uw=0,31 W/m²K. Ако топлоизолационният слой от стиропор е под 10 см, което често се среща, то се гответе за по-високи сметки за отопление.
- Uw – коефициент на топлопреминаване на стена (w) – [W/m2.K]
- λ – коефициентът на топлопроводност – [W/m.K]
Изразяват кол. топлина което преминава през един ( λ ) или множество (Uw) елементи за 1 m² площ, за 1 секунда, през 1m дебелина, при 1 градус разлика между температурите от двете страни на разглежданите материали.
Керамична тухлена стена + топлоизоация
- Гипсокартон 12,5 мм + 50 мм конструкция
- Тухлена стена (решетъчни тухли) 250 мм
- Лепило за топлоизолация 10 мм
- Стиропор 100 мм
- Шпакловка + мрежа 5 мм
- Минерална мазилка 2 мм
Обща дебелина на стената 430 мм
Керамичните тухли са доказали своите свойства многократно във времето. Тук разглеждаме неносеща фасадна стена със същата дебелина от 25 см. Този размер може да се нарече “неписан стандарт” за зидане на външни стени при монолитното строителство. Размерите на тухлите пасват идеално към стоманобетонните носещи части. Така стените лежат в една равнина с тях, което улеснява довършителните дейности и намалява разходите.
Цялостната дебелина на стената не се различава от тази на предишния пример с това изключение, че тук Uw=0,28 W/m²K. Това е така заради по-добрите стойности на тухлите спрямо стоманобетонна, 𝜆=0,52 W/m.K.
Дървена конструкция изпълнена със стъклена вата и стиропор
- Гипсокартон 12,5 мм
- ОСБ – 15 мм
- Пародифузна мембрана 2 мм
- Дървена конструкция 100 мм
- Минерална стъклена вата 100 мм
- Аквапанел 12,5 мм
- Стиропор 100 мм
- Шпакловка + мрежа 5 мм
- Минерална мазилка 2 мм
Обща дебелина на стената 250 мм
Вижте повече по темата: Дървени сглобяеми къщи – какво трябва да знаем преди покупка
При външните стени на дървена конструкция дебелината е доста по-малка в сравнение с монолита. Тази разлика не оказва негативно влияние на топлоизолационните им свойства, а точно обратното. Това е благодарение на допълнителния слой стъклена или каменна вата, поставена между дървената обшивка. В този случай получаваме стойност на Uw=0,16 W/m.K. В същото време постигаме по-голяма жилищна използваема площ, благодарение на малката ширина на стената.
Вариациите при избор на система тук са много, и не следва даденият пример да бъде взет за императив. Важно е да се отбележи също, че тук разглеждаме коефициентът на топлопреминаване, като не изследваме шумоизолационните свойства на стените. Това ще направим скоро в друга тема.
Топлинни загуби и енергиен разход на жилище
И така, вече имаме поставена топлоизолация на къща и то от различни конструкции, затова ще преминем към сметките. Ще сравним изведените коефициенти на топлопреминаване и ще пресметнем годишния разход на електроенергия на жилище от 100 m². Той се изчислява спрямо загубите на топлина през всички контактни с външната среда елементи на сградата. За целта ще приемем, че U стойностите в таблицата се отнасят за всички ограждащи елементи на сградата.
Числата имат ориентировъчен характер. Това е така, тъй като за изготвяне на проект за енергийна ефективност се изискват много повече данни. И все пак, може да кажем, че данните в таблицата ще са близо до реалността.
Вид конструкция | Дебелина на стената | Коеф. на топлопреми-наване | Год. разход на ел. ен. за отопление на 100 m² къща |
Стоманобетон | 430 мм | Uw = 0,31 W/m²K | 3337 kWh |
Тухлена стена | 430 мм | Uw = 0,28 W/m²K | 3024 kWh |
Дървена конструкция | 250 мм | Uw = 0,16 W/m²K | 1728 kWh |
- Изведените стойности за електроенергия са енергийните загуби, които трябва да се покрият от отоплителната система.
Стандарт за енергийна ефективност
Какво гласи законът?
Чл. 23. (1) (Доп. – ДВ, бр. 3 от 2023 г., в сила от 10.01.2023 г.) Коефициентите на топлопреминаване (U, W/m2K) през плътни елементи на конструкцията на сграда не могат да бъдат по-високи от посочените в таблица 2, а именно Uw≤0,35 W/m²K.
При монтаж на топлоизолация на къща или апартамент, това е максималната стойност на U за една външна стена, която не трябва да бъде превишавана. За да се ориентираме в числата по-добре, ще поставим граници, като в другия край добавим Uw≤0,15 W/m²K. Това е нашият ЕТАЛОН, изискуем при изграждането на пасивни къщи, като при него почти отпадат разходите за отопление през годината.
И така, в нашият случай ще приемем, че златната среда е Uw≤0,15W/m²K, а изискуемият минимум е Uw≤0,35W/m²K. Спазвайки европейските норми, масовото строителство в България е именно на ръба на горната граница. В това, разбира се няма нищо лошо, стига хората да са осведомени какво купуват. Ако обаче купите жилище над този коефициент, то със сигурност ще го усетите по-сметките за отопление.
Как да изчислим колко см топлоизолация ни е нужна?
Тук задачата ни е да пресметнем коеф. на топлопреминаване U на външна ограждаща стена. Решението на тази задача може да намерим, чрез уравнението за съпротивление на топлопреминаване на ограждащ елемент:
RT = RSI + R1 + R2 + R3 + R4+ RSE
–> UT = 1/RT (W/m2K),
но времето е ценен ресурс, а и това не е курс по топлотехника и термодинамика, затова ще улесним нещата.
Най-бързият и лесен метод за това измерване е като използваме термокалкулатор за топлоизолации. В интернет пространството има множество такива, но за нашите цели ще използваме калкулатора на фирма Mарисан. Показателите, които ще получите, са изключително точни. В допълнение, от Марисан са добавили и голям избор на най-често използваните топлоизолационни материали, включително стиропор, каменна и стъклена вата, фибран, различни видове мазилки и много други.
Не е нужно висше образование или специална подготовка. Единственото условие, е да въведете всички използвани материали в реда, в който са или ще бъдат изпълнени в конструкцията на стената.
N.B. Разделете получения резултат на 1. Така ще получите точна стойност на U, която да съпоставите в таблицата, която сме предложили. А защо делим на 1? Може да намерите отговора в използваните материали в края на темата 🙂
Коя от изброените ограждащи стени е най-добра?
Отговорът тук е много лесен – няма такава. При монтаж на топлоизолация на къща, всяка конструкция има своите предимства и недостатъци, но нашата цел тук не е да ги изброяваме. По-важното в случая е да стане ясно, че дебелината не се избира “на око”, а се изчислява. Така, още преди монтажа, ще знаем какво да очакваме в бъдеще, а именно високи или ниски сметки за отопление.
Още едно предимство е, че въз основа на получените стойности може да се калкулира приблизителният разход на електроенергия за нашия дом. Разбира се, много външни фактори оказват влияние, но това все пак е правилният начин за постигане на добри резултати.
Ако изпитвате затруднения да направите тези изчисления, вече знаете какъв въпрос да зададете на проектанта си: Как да оптимизирам енергийната ефективност на дома ми и колко би ми струвало?
Информационни източници:
1. проф. Димитър Назърски – Топлоизолационни системи на сгради. София, БАИС 2006
2. инж. Пламен Чобанов – Енергийна ефективност в строителството. София, УАСГ 2017
