Расчет толщины утеплителя для крыши

Для создания комфортного микроклимата в помещении необходимо позаботиться не только о системе подогрева, но и по максимуму уменьшить утечки тепла через ограждающие конструкции (межэтажные перекрытия, стены, крышу). Наибольшее количество теплопотерь происходит через межэтажные перекрытия и в случае круглогодичной эксплуатации второго этажа через поверхность крыши.

Общая схема утепления кровли.

Естественным и логичным решением для сбережения тепла и, соответственно, повышения эффективности системы отопления будет использование различных теплоизоляционных материалов. Основную роль здесь будет играть толщина утеплителя для крыши.

Схема потерь тепла в доме.

В зависимости от вида использования пространства второго этажа (жилое или нежилое), конструкция утепления будет различаться.

При жилом использовании подкровельного пространства весь контур помещения должен быть утеплен. Теплоизоляция закладывается не только в конструкцию кровли, но и в стены помещения и перекрытия между этажами.

При холодном (нежилом) чердаке отпадает необходимость в теплоизоляции крыши. Эту роль с успехом выполняет объем воздуха, содержащийся под скатами кровли. Обязательному утеплению подлежит лишь межэтажное перекрытие.

Определение толщины слоя утеплителя

Толщина слоя утеплителя, закладываемого в ограждающие конструкции, определяется расчетным путем с учетом требований нормативной документации:

СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий,
СНиП23-01-99 Строительная климатология,
СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий.

Сравнительная таблица по эффективности применения различных утеплителей в строительных конструкциях.

При проведении самостоятельного строительства расчет толщины утеплителя может быть осуществлен и своими силами, естественно, с некоторыми допущениями и погрешностями.

Упрощенная формула расчета будет иметь вид:

H толщина слоя утеплителя, м,

R сопротивление теплопередаче, (м²*°С)/Вт,

λ коэффициент удельной теплопроводности, Вт/(м*°С).

Использование данной формулы предусматривает ряд допущений:

ограждающая конструкция рассматривается как единый слой монолитного утеплителя,
не учитывается наличие и материал внутренней отделки чердачного пространства (при наличии таковой).

Вернуться к оглавлению

Факторы, влияющие на толщину утеплителя

При проектировании системы теплоизоляции очень важно учитывать факторы, которые могут влиять на толщину слоя утеплителя для кровли.

В первую очередь это будет вид используемого утеплителя. Способность утеплителя сохранять тепло определяется его коэффициентом удельной теплопроводности. Физический смысл коэффициента показывает, какое количество тепла проходит через единицу поверхности за один час при разнице температур в один градус.

Значение коэффициента теплопроводности у материалов, используемых для утепления скатных крыш, должно быть не более 0,04 Вт/(м х °С). Наиболее распространенными материалами, обладающими данными характеристиками, является экструдированный пенополистирол (ЭППС), плитные и рулонные материалы на основе базальтового волокна (минеральная вата).

Основные виды утеплителей для кровли: 1 – минеральная вата, 2 – пенополистерол, 3 – насыпной утеплитель, 4 – пеноизол.

Другим немаловажным фактором будут климатические условия эксплуатации, характеризующиеся максимальными значениями отрицательных температур и влажности воздуха, характерными для данного региона. Соответственно, чем ниже будут значения температур в холодный период и выше значение влажности, тем больше утеплителя потребуется, чтобы минимизировать теплопотери через кровлю.

Существует еще такой немаловажный момент, о котором иногда забывают, как ветро- и пароизоляция слоя утеплителя.

Теплоизолирующие свойства утеплителя основаны на том, что между волокнами находится достаточно большое количество воздуха, которое и обеспечивает низкое значение теплопроводности материала. При попадании потоков холодного наружного воздуха непосредственно внутрь кровли или другой части ограждающей конструкции чердачного пространства могут создаться условия, при которых воздух, находящийся в слое утеплителя, будет замещен вновь пришедшим. Будет иметь место значительное охлаждение. Возникают так называемые мостики холода.

Снижению теплоизолирующих свойств материала способствует его излишнее увлажнение.

Такое явление регулярно встречается в случаях, когда в конструкции крыши отсутствует слой пароизоляции. Особенно интенсивно увлажнение идет при круглогодичном использовании чердачного пространства как жилого помещения.

Вышесказанное характерно для случаев, когда утепление крыши и других элементов чердачного пространства производится минватой.

В объемной структуре пенополистирола воздух, сохраняющий тепло, содержится внутри замкнутых герметичных ячеек, что позволяет не использовать ветрозащиту.

Вернуться к оглавлению

Практика производства утепления кровли

Плотность различных видов утеплителей.

На практике толщина утеплителя кровли далеко не всегда определяется с использованием расчетных формул. Решение о том, какая толщина утепляющего слоя будет применена, зачастую диктуется практическим опытом. Например, в средней полосе России сложилась практика использования минерального утеплителя толщиной 200-205 мм или пенополистирола толщиной 10-15 см.

Такой подход хоть и не отличается большой точностью, однако имеет право на существование. Большинство производителей выпускают материалы, толщина которых кратна 50 мм. Значения, полученные расчетным методом, учитывающие все требования нормативной документации, чаще всего будут попадать в указанные интервалы.

Читайте также:

Этапы создания чертежа лестницы

Кроме того, расчетный путь предполагает работу утепляющих материалов в максимально жестких условиях с учетом продолжительности в течение пяти дней наибольших отрицательных температур. Реальные условия эксплуатации обычно гораздо более мягкие. И в случае незначительных просчетов с утеплителем эти ошибки могут быть компенсированы большими затратами на отопление.

Тонкая алюминиевая фольга надежно защищает вату от увлажнения, обеспечивая отражение тепловых лучей внутрь помещения.

Ситуация, когда дом строится с нуля по проекту, с точки зрения определения толщины теплоизоляционного слоя, очень проста. Здесь достаточно рассчитать или принять на свой страх и риск ориентировочное значение. Далее, основываясь на полученном результате, будет основываться конструкция кровли (сечение стропил, расстояние между ними, наличие продухов и дополнительной обрешетки).

Совсем другое дело, когда производится утепление уже существующей крыши. Здесь уже имеется строгое ограничение в виде существующего на момент производства работ сечения стропил.

При производстве работ по утеплению кровли плиты утеплителя устанавливают в пространство между стропилами. В случае использования стропил с относительно малым сечением может возникнуть ситуация, при которой весь слой теплоизолирующего материала может не уместиться по высоте между стропилами. Выходом может послужить устройство дополнительной контробрешетки из брусков необходимого сечения. Чаще всего используются бруски сечением 50 х 50, соответствующие стандартной толщине утеплителя.

Вернуться к оглавлению

Методы дополнительного утепления кровли

Уменьшению теплопотерь будет способствовать использование в качестве дополнительного слоя вспененного фольгированного утеплителя. Отражающая фольга при монтаже устанавливается внутрь помещения. Стыки рулонов герметизируются металлизированным скотчем. В результате получается своеобразный термос, который способствует отражению тепловой энергии, передающейся путем излучения. Стоит отметить, что использование фольгированной теплоизоляции хоть и способствует снижению теплопотерь на 5-20% (по данным разных производителей), все же является дополнительной мерой и ни в коей мере не должно вести к уменьшению слоя основного утеплителя.

Другим методом использования, который ведет к снижению теплопотерь, является устранение так называемых мостиков холода. Данный метод чаще всего реализуется путем установки плит утеплителя со сдвигом стыков друг относительно друга. Или возможно устройство дополнительной контробрешетки, которая позволит укладывать плиты в перпендикулярном направлении.

Вернуться к оглавлению

Утепление нежилого пространства

При использовании чердачного пространства как нежилого достаточно ограничиться утеплением только межэтажного перекрытия. В качестве утеплителя в данном случае можно использовать не только минвату и пенополистирол, но и другие, более традиционные материалы:

керамзит,
опилки,
костру,
арболитовые плиты и т.п.

Важно отметить, что все органические горючие материалы, используемые для утепления, должны быть в обязательном порядке обработаны растворами антисептиков и антипиренов.

Принципы, по которым определяется толщина утеплителя для засыпки перекрытия, аналогичны принципам определения толщины утеплителя для мансардных крыш.

Как правильно выбрать толщину утеплителя для крыши

Процесс утепления кровли обладает значительной ролью в обеспечении комфортного микроклимата в доме. Именно оно оказывает влияние на внутреннюю температуру и противопожарные качества крыши. Кроме этого, она оказывает звукоизоляционные свойства, а также защищает стропильную систему от грызунов и грибковых образований. Одну из главных ролей в этом процессе играет толщина утеплителя для крыши. К процессу расчета и выбора следует подходить со всей серьезностью.

Чтобы понять, какой толщины должен быть материал для утепления следует понять, какой тип кровли предстоит утеплять. Именно от типа будет зависеть количество и вид укладываемого изделия.

Так, конструктивные особенности крыши могут оказывать некую нагрузку на теплоизолирующий слой (в случае с плоскими кровлями) или же не оказывать, как в случае с мансардными кровлями. Исходя из этого плоская крыша утепляется материалами на более плотной основе, имеющие увеличенную жесткость. В основном используются базальтовые утеплители с плотностью от 130 кг/м3. Однако в случае предъявления минимальных требований пожарной безопасности можно использовать пенопласт или плиты пенополистирола, имеющие плотность от 30 кг/м3. Скатные крыши обрабатываются вариантами плотностью меньшей – базальтовые от 25 кг/м3, минеральная вата – от 14 кг/м3.

Требования к материалам

Любой утеплитель для крыши и для мансардного помещения должен иметь следующие параметры:

Противопожарная безопасность. Изделие не должно подвергаться горению.
Свойства звукоизоляции. Обязаны минимизировать проникновение внешних шумов.
Паропроницаемы. За счет этого будет обеспечиваться оптимальный микроклимат в помещении.
Соответствовать экологической и санитарной безопасности, а также СНиП.
Должен быть прочным и долговечным.
Стойким к деформационным воздействиям.

Рекомендации специалистов говорят о том, что толщина утеплителя мансардной крыши должна составлять примерно 250-300 мм. При обустройстве лучше всего создавать двойные или тройные слои. За счет этого получается исключить возникновение мостиков холода. Во время проведения утепления мансардных помещений следует помнить, что фронтоны являются стенами. Причем в деревянном исполнении они требуют большего слоя, чем в кирпичном.

Как определиться с толщиной

После подбора необходимого материала на крышу следует определяться с требуемой толщиной.

Для того чтобы понять как рассчитать необходимый слой следует учитывать требования СНиП 23-02-2003 относящийся к тепловой защите зданий. Исходя из этих правил подбор нужно осуществлять в соответствии с географическими координатами возводимого объекта.

Для примера можно изучить таблицу с размерами базальтовых теплоизоляторов в отдельных региональных центрах.

Эти значения приводятся, учитывая кратность плит, т.к они имеют толщину 5 и 10 см. Базальтовые обладают повышенной теплопроводностью. Она приравнивается к проводимости минеральной ваты на основе стекловолокон или пенополистирольных плит. Поэтому приведенные данные можно применять и для них.

Каким слоем утеплять мансардное помещение?

Мансардная крыша чаще всего представляет собой стропильную систему, которая покрыта кровельным материалом. Стропильные ноги устанавливаются на расстоянии от 60 до 100 см друг от друга. Именно в эти промежутки помещаются теплоизолирующие плиты. Для этого типа помещения рекомендуется использовать минеральные ваты или на основе стекловолокна. Они производятся как плиты или маты. Их укладывают слоями, а их число рассчитывается на основе их толщины. Как рассчитать необходимое количество? Делается это на основе степени теплопроводности. Этот коэффициент имеется в сертификате соответствия. За основу можно брать эти данные:

Если брать за основу коэффициент 0,04, то подбираемый утеплитель на кровлю будет обладать следующей толщиной для различных городов:

При меньшем промежутке между стропильными ногами, то к ним устанавливаются дополнительные деревянные бруски. Они должны предварительно обрабатываться антисептическими средствами.

Между утепляющими слоями и крышей должны оставаться вентиляционные зазоры от 25 до 50 мм. Поверх него лучше уложить ветрозащитную мембрану. С нижней же стороны размещается пароизоляционная пленка и монтируется отделка.

Как рассчитать требуемое количество?

Для подсчета предполагаемой изолируемой площади следует учесть отдельные нюансы при монтаже. Чтобы достичь наиболее качественной изоляции и для упрощения процесса укладки изделие укладываются враспор между стропильными ногами так, чтобы его ширина была больше стропильного шага на 0,1-0,15 см. При невозможности выполнения этой рекомендации потребуется заделывать зазоры. Чтобы это сделать потребуется вырезать подходящий кусок и также устанавливать его враспор к стропилам.

Исходя из этого процесс подсчета должен учитывать эту особенность, а также строение стропильной системы. Для избегания лишних трат рекомендуется сразу определяться с типом используемого утепляющего материала. Так вы заранее будете знать его габариты. После этого, зная промежутки между стропильными ногами и их длину, можно провести простые расчеты площади и вычислить требуемое количество изоляции. Так у вас будет возможность сэкономить, даже если потребуется обрезка резервных плит.

Однако в любом случае желательно приобрести теплоизолятор с небольшим запасом. Не менее важно соблюдать правила его хранения. Простые вычисления помогут вам определить площадь утепления. Но приобретать ли дополнительную упаковку или нет, естественно, решать вам.

Чтобы создать комфортные условия проживания обязательно необходимо проводить утепление. Обязательно должны изолироваться фронтонные стены и кровельные скаты. Утеплитель на эти процедуры может использоваться самый различный. Однако по опыту известно, что лучше всего подходит минеральная вата. Она обладает прекрасными параметрами и проста в укладке.

Следует учитывать, что чем суровее климатические условия, тем более толстым должен быть теплоизолирующий слой. Стоит помнить, что при правильно устроенной системе теплоизоляции можно значительно сэкономить расход при отоплении сооружения.

Как рассчитать толщину утеплителя для кровли?

Инженер технического отдела

Специалист по кровельным и гидроизоляционным технологиям

Крыша – самый серьезный источник теплопотерь в доме. Именно через нее может улетучиться до 20% драгоценного тепла. В этой статье мы расскажем, как подобрать оптимальную толщину материала для ее утепления – чтобы не плакать ни над счетами за отопление, ни над сметой на возведение кровли.

От чего зависит толщина утеплителя?

Чем суровее климатические условия в регионе строительства, тем толще должен быть слой утеплителя;
Чем лучше теплоизоляционные свойства самого утеплителя, тем тоньше может быть его слой.

Эти два вывода, основанных на обычном здравом смысле, выражаются в виде математической формулы:

где:
α_ут – толщина теплоизоляционного слоя, м;
R 0 _прив – приведенное сопротивление теплопередаче покрытия, м 2 · °С/Вт, то есть способность ограждающей конструкции сопротивляться потоку тепла и не выпускать его наружу;
λ_ут – коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м · °С).

В этой формуле качество самого материала определяется параметром λ_ут, а влияние климатических условий учитывается с помощью значения R 0 _прив.

Величина приведенного сопротивления теплопередаче будет зависеть от длительности отопительного сезона и перепада температур снаружи и внутри дома. Эти сведения можно найти в нормативных документах:

СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»;
СП 131.13330.2018 «Строительная климатология»;
СП 23-101-2004″Проектирование тепловой защиты зданий”.

Теплорасчет осуществляется по данным самой холодной пятидневки года, то есть «с запасом».

Таблица 1. Значения приведенного сопротивления теплопередаче кровли в некоторых городах России

Город РФ	R 0 _прив, сопротивление теплопередаче покрытия, м 2 · °С/Вт
Архангельск	5,29
Астрахань	3,97
Благовещенск	5,54
Владивосток	4,54
Грозный	3,73
Екатеринбург	5,19
Иваново	4,82
Красноярск	5,37
Москва	4,67
Новосибирск	5,59
Омск	5,39
Санкт-Петербург	4,60
Тверь	4,70
Томск	5,55
Уфа	4,96

Пример расчета толщины утеплителя

Давайте проанализируем утепление крыши в городах с самыми высокими и самыми низкими требованиями к сопротивлению теплопередачи покрытия. В нашей таблице это Новосибирск (5,59) и Грозный (3,73).

Возьмем для примера минеральную вату со средним коэффициентом теплопроводности 0,035 Вт/(м · °С). Подставив это значение в формулу, получим толщину утеплителя 0,190 м для Новосибирска и 0,125 м для Грозного. Если для сравнения подсчитать требуемую толщину самого эффективного утеплителя на строительном рынке – полиизоцианурата (PIR), чей коэффициент теплопроводности составляет всего 0,022 Вт/(м · °С), то для Новосибирска мы получим значение 0,119 м, а для Грозного – всего 0,079 м.

Более тонкий расчет

Справочное значение сопротивления теплопередаче, в строгом смысле, относится не к слою утеплителя, а к конструкции целиком. Свой вклад в сопротивление утечке тепла вносят все слои кровельного «пирога». Некоторыми из них можно пренебречь, а некоторыми – не стоит.

Так, финишное покрытие кровли можно не принимать в расчет, так как оно отделено от остальной конструкции вентзазором. А вот к отделочному материалу потолка нужно присмотреться повнимательней. Потолок часто зашивают древесными или древесно-стружечными материалами, которые имеют неплохие теплоизоляционные свойства. Их можно тоже включить в расчеты.

Рассмотрим случай, когда потолок мансарды подшит древесно-стружечной плитой толщиной 15 мм. Коэффициент теплопроводности этого материала, согласно справочным данным равен 0,15 Вт/(м · °С).

Подставим эти данные в формулу и найдем значение R. Так мы найдем вклад этого слоя в общее сопротивление теплопотерям.

0,015 = (R – 0,16) · 0,15
R = 0,26 м 2 · °С/Вт

Теперь повторим наши расчеты для Новосибирска и Грозного, но с учетом теплоизолирующих свойств обшивки.

α_ут = (5,59 – 0,26 – 0,16) · 0,035 = 0,181 м (Новосибирск)
α_ут = (3,73 – 0,26 – 0,16) · 0,035 = 0,116 м (Грозный).

Результаты показывают, что обшивка потолка мансарды древесно-стружечной плитой уменьшила расчетную толщину утеплителя меньше чем на 1 сантиметр. В большинстве случаев этой величиной можно пренебречь.

В один слой или в несколько?

Допустим, необходимая толщина слоя минеральной ваты по расчетам составила 20 см. В продаже есть плиты толщиной 20 см и толщиной 10 см. Как лучше поступить? Утеплить крышу в один слой, или в два – более тонким материалом?

Многослойное утепление должно быть более эффективным за счет того, что вышележащие плиты перекрывают стыки нижележащих и препятствуют появлению «мостиков холода». В кровельной конструкции должно быть как минимум два слоя теплоизоляции, чтобы перекрыть поперечный стык плит.

Однако специалисты НИИМосстрой утверждают, что уменьшение количества слоёв утеплителя не так уж сильно влияет на показатели теплоизоляции зданий, как может показаться .

Гораздо сильнее на качество теплоизоляции влияет аккуратность монтажа. В экспериментах, проведенных специалистами НИИМосстрой, наличие зазоров толщиной от 2 до 5 мм между плитами утеплителя существенно ухудшает теплоизоляционные свойства материала – как при однослойном, так и при многослойном монтаже.

Чтобы не запутаться в коэффициентах, нормативах, климатических зонах и прочих премудростях, лучше доверить расчеты профессионалам. Равно как и монтаж. Крыши не прощают ошибок и заставляют расплачиваться за легкомыслие нервами, деньгами и хорошим настроением.

Как рассчитать утеплитель на крышу

Как рассчитать утеплитель на кровлю? Бесспорно этот вопрос волнует многих. В данной статье мы расскажем как это сделать.

Утепление крыши – важный процесс. Поэтому большое значение будет иметь качество самого утеплительного материала, его базовые характеристики. Бесспорно, многое зависит и от профессионализма монтажа. Например, если при укладке утеплительного слоя не произведена зачеканка щелей, то эффективность утепления может резко снизиться.

Прежде всего необходимо грамотно рассчитать количество утеплителя для крыши. Когда правильно подобран материал, все расчеты верны, крыша будет надежно защищена. Соответственно, и теплоизоляция всего строения станет более надежной и эффективной.

Сегодня мы узнаем, как именно следует проводить утепление крыши в зависимости от вида конструкции. Рассмотрим требования к материалам, к процессу проведения теплоизоляции. Обозначим правила расчета утеплителя, основные рекомендации, уделим внимание сложным моментам. Отдельно остановимся и на типах утеплителя, его эксплуатационных характеристиках.

Сколько материала понадобится.
Выбираем материал.
Пенополистирол.
Пенополиуретан.
Минеральная вата.
Важные факторы для определения толщины утеплительного слоя.
Рекомендации экспертов.

Сколько материала понадобится.

Прежде всего потребуется тщательно провести предварительный расчет. Стоит принимать во внимание конкретные параметры крыши. Так, если в роли материала выбрана минеральная вата, ее понадобится брать по ширине на пару сантиметров больше. Запас пригодится, поскольку имеется шаг между стропилами, а укладку надо делать враспор.

Кроме того, при расчетах нужно сразу определить, как именно плиты будут уложены на скат, поперек или вдоль. То есть надо заранее знать параметры плит, количество шагов стропил, а также расстояние между стропилами и длину ската.

Берем простой наглядный пример. Рассмотрим его по шагам:

Требуется утеплить двускатную крышу.
Тип конструкции симметричный.
Стропильных промежутков семь.
Ширина промежутка составляет 60 см.
Длина ската – пять метров.
В роли утеплительного материала применяется минеральная вата.
Плита имеет параметры 1.17 на 61 на 25 см,
В первую очередь узнаем, сколько плит надо на один ряд: 5 разделим на 1,17, получим в итоге 4,27.
Потом число шагов умножаем на полученный результат. Выясняем, что на скат требуется 29.89 плит, а на крышу в целом – 59.78.

Разумеется, результаты округляем. Итог: нам необходимо 30 плит на один скат или 60 плит минеральной ваты на всю кровлю, чтобы обеспечить качественное утепление крыши с заданными параметрами.

Как видим, провести такие расчеты можно, но главное при этом быть внимательным, и ничего не упустить.

Выбираем материал.

Утеплителей на рынке очень много, у каждого есть свои минусы и плюсы, эксплуатационные особенности. И для укладки на крыше подойдут далеко не все. Постараемся рассмотреть наиболее важные факторы для каждого типа кровельного утеплителя.

Конечно, определяющее значение здесь будет иметь и цена транспортировки, и стоимость монтажа. Например, иногда хозяева выбирают максимально экономичный материал, но при этом тонкости доставки и монтажа не учитывают. Если они существенно дороже стандартных, то и вся выгода от цены материала будет перекрыта из-за таких дополнительных расходов.

Пенополистирол.

Здесь мы видим строительный материал по достаточно высокой цене. Однако он имеет широкую популярность, неизменно востребован на рынке. И этому есть объяснение:

Показатели теплопроводности качественного экструдированного пенополистирола отличные: он обеспечивает максимальную эффективность теплоизоляции.
Весит материал совсем мало, что упрощает транспортировку, а также и сам процесс монтажа.
Поскольку полистирол настолько эффективен, его достаточно укладывать тонким слоем. Соответственно, расход материала минимальный.
Для монтажа он очень удобен. Его можно надежно закрепить с минимальными трудозатратами за небольшой промежуток времени.

Все это делает использование пенополистирола очень выгодным и результативным. Он остается одним из наиболее экономичных, несмотря на достаточно высокую стоимость.

Важно понимать и самый его главный недостаток. Он горюч.

Пенополиуретан.

Данный материал может стать оптимальным вариантом для утепления, но у него есть несколько особенностей. На них следует обратить особое внимание еще до того, как вы начинаете принимать решение о заказе:

Теплоизоляция из пенополиуретана будет исключительно надежной и эффективной, поскольку у него отличные характеристики по теплопроводности.
Образование мостика холода предотвращается.
Главный фактор – метод нанесения. Материал укладывают с помощью напыления.
Теплоизоляция может быть жесткого и мягкого типа, при этом мягкая актуально только для применения внутри помещений. А вот для наружного использования изоляция жесткая.
Расход предельно экономичный.
Только профессионалы, мастера с большим опытом и соответствующим оборудованием, смогут нанести пенополиуретан на крышу.
Это идеальный вариант для сложных конструкций, поскольку методом напыления можно утеплить практически каждый сантиметр даже в труднодоступных зонах.

Как видим, вариант очень хороший, но при этом требует обязательного профессионального подхода при монтаже.

Минеральная вата.

Достаточно хорошее бюджетное решение. Минвата пользуется на строительном рынке неизменно высоким спросом. Материал трудно назвать современным, но у него есть свои преимущества. Основное – минеральная вата с легкостью справляется с резкими перепадами температур, выдерживает и экстремально высокие температуры. Такие качества незаменимы, если использовать ее для утепления кровли бани.

Читайте также:

Установка откатных дверей своими руками

К сожалению, процесс монтажа не такой простой. Сначала понадобится подогнать все плиты по размеру, установить соответствующую обрешетку. Потом, в процессе укладки, каждая плита обязательно дополнительно закрепляется для надежного монтажа.

Важные факторы для определения толщины утеплительного слоя.

У каждого материала собственные эксплуатационные свойства. И при его выборе потребуется принять во внимание свойства крыши, параметры, особенности конструкции. Большое значение здесь будет иметь толщина кровли. На нее ориентируются уже при проектировании. Тут есть два ключевых фактора.

Учитываются климатические условия в районе возведения дома.
Важна удельная теплопроводность: чем ее уровень меньше, тем тоньше может быть и утеплитель.

Кроме того, кровля сложной конструкции требует особого подхода: ее лучше утеплять методом напыления, чтобы не было зазоров, мостиков холода. Когда стропила недостаточно мощные, не получится сделать толстый слой тяжелого изоляционного материала. При определении бюджета заранее рассчитывают, сколько средств уйдет на транспортировку и непосредственно монтаж.

Особенности заливки фундамента зимой: способы прогрева бетона

Минусовая температура отрицательно сказывается на гидратации бетонной смеси. Основная задача зимнего бетонирования — сохранение влаги и поддержка нужного температурного режима для оптимального схватывания бетона. Сегодня мы рассмотрим несложные приёмы, позволяющие проводить бетонные работы в зимний период.

Способы прогрева бетона в домашних условиях
Подготовка к прогреву
Подключение и прогрев
Видео по теме

Географическое положение нашей страны диктует свои правила и технологии на все виды строительных работ, проводимых в холодное время года. С повышением отрицательных температур бетонные работы возможны лишь на тех площадках, где заранее заложена техническая возможность электропрогрева или другого вида прогрева бетонной смеси. Как вы уже догадались, речь идет о крупных строительных площадках, где независимо от погодных условий бетон должен литься в строго определенные сроки.

Читайте также:

Финская сауна - что это такое?

Минусовая температура отрицательно сказывается на гидратации (срок набора прочности) бетонной смеси. Давайте вспомним, из чего она состоит: цемент, песок, вода и щебень. Вода — это катализатор для химической реакции процесса схватывания бетона. При отрицательной температуре происходит вымерзание влаги, которая крайне необходима для процесса набора прочности, потеря прочности бетона ставит под угрозу все дальнейшие виды работ. Основная задача зимнего бетонирования — это сохранение влаги и поддержка нужного температурного режима для оптимального схватывания бетона. Если влага в бетонной смеси закристаллизовалась, то этот бетон уже не спасти, и не стоит ждать оттепели — этот процесс необратим.

Рекомендуемые нормативы зимнего бетонирования:

Оптимальная температура для схватывания бетона +10…+20 °C.
При температуре -20…+10 °C необходимо принимать меры для нормальной гидратации бетона.
При опускании температуры ниже отметки -20 °C все виды бетонных работ запрещены.

Способы прогрева бетона в домашних условиях

При температуре 0…+10 °C допускается работа с бетоном при условии добавления присадок пластификаторов, которые не дают смеси потерять нужный набор прочности. В зависимости от температуры окружающей среды присадка разводится строго в пропорции, указанной в прилагаемой инструкции. Купить антиморозную присадку можно в любом строительном магазине.

Недостаток пластификаторов — это замедленный набор прочности, если при +17 °C бетон набирает свою марочную прочность за 7 дней, то при +7 °С с использованием пластификаторов процесс может затянуться до 30 дней. Для того чтобы ускорить схватывание бетона, после заливки его необходимо утеплить подручными средствами, которые вы легко найдете в своем хозяйстве. Если заливается бетонная плита, желательно засыпать её древесными опилками, что сократит процесс гидратации почти вдвое.

В качестве утеплителя прекрасно подходит пенопласт и пенофлекс, но покупать его для одной заливки не слишком рентабельно. Гораздо дешевле купить пенопластовую крошку и засыпать ей плиту, для того, чтобы легкую крошку не сдувало ветром, её необходимо накрыть клеенкой или брезентом, прижав его по периметру заливаемой плиты.

Колонны и стены защищены опалубкой, но все же не будет лишним накрыть открытые участки бетона той же клеенкой или брезентом. Во время набора прочности бетона происходит химическая реакция, благодаря которой сама бетонная смесь выделяет некоторое количество тепла, которое необходимо сохранить дополнительными утеплителями.

Если столбик термометра опустился ниже нуля, то выделяемого тепла уже недостаточно. На промышленных стройках для прогрева бетона при минусовых температурах используют специальные трансформаторы, посредством которых греют бетон нагревательными проводами.

Покупать специальный трансформатор для того, чтобы залить в мороз пару кубов бетона, затея не слишком хорошая. В качестве такого трансформатора вполне реально использовать обычный сварочный трансформатор на 150–200 А. Ниже приведен список материалов, необходимых для прогрева небольшой плиты сварочным аппаратом:

Сварочный аппарат 150–200 ампер.
Провод ПНСВ 1,5мм.
Одинарный алюминиевый провод АВВГ 1×2,5мм.
Изолента ХБ (черная).
Токовые клещи.

Подготовка к прогреву

Греющий провод ПНСВ необходимо разрезать на куски длиной в 17–18 метров. Полученные отрезки (петли) равномерно укладываем и подвязываем по всему арматурному каркасу заливаемой конструкции. Закладываем петли таким образом, чтобы после заливки они находились чуть выше середины плиты, если заливается колонна или стена, слой бетона над петлями должен быть не менее 4 см. Подвязывать греющий провод лучше всего изолированным алюминиевым проводом. Он должен идти не в натяжку, в идеале его нужно расположить в волнообразном порядке. Расстояние между петлями, в зависимости от температуры воздуха, колеблется от 10 до 40 см. Чем ниже минусовая температура, тем меньше расстояние между петлями. Количество прогревочных петель зависит от мощности сварочного аппарата. Одна петля потребляет 17–25 ампер, значит, 6–8 прогревочных петель — это максимум, что вытянет сварочный аппарат на 250 ампер.

При укладке петель важно маркировать концы, как вариант, на один конец каждой петли наматываем полоску изоленты, а второй конец оставляем свободным.

После того как петли уложены и подвязаны, нужно нарастить на них алюминиевые концы, которые потом подключаются к аппарату. Длина холодных концов определяется месторасположением самого сварочного аппарата, но не более 8 метров. Сращиваем петлю и холодный конец при помощи скрутки длиной в 4–5 см. Тщательно изолируем скрутку ХБ-изолентой и укладываем её с таким расчетом, чтобы после заливки она осталась в бетоне, так как на воздухе скрутка сгорит. Маркировку изолентой нужно перенести на присоединяемый холодный конец петли.

Подключение и прогрев

После заливки все холодные концы нужно подключить к сварочному аппарату, концы с маркировкой и без сажаем на разные полюса аппарата. После того как все подключено, проверяем всю схему прогрева и включаем аппарат на минимальной нагрузке регулятора мощности. Токовыми клещами меряем каждую петлю в отдельности, норма 12–14 ампер. Через час добавляем половину запаса мощности аппарата, через два часа выкручиваем регулятор полностью. Очень важно равномерно добавлять амперы на прогревочные петли, на каждой петле должно показывать не более 25 ампер. При температуре -10 °C 20 ампер на петле обеспечивают нормальную температуру, необходимую для схватывания бетона. По мере схватывания бетона ампераж петли падает, что дает возможность постепенно его увеличивать на сварочном аппарате. Перед тем как увеличить, смотрим, упало или нет значение на самих петлях. Если ампераж не изменился с последней проверки, то ждем, когда он упадет хотя бы на 10%, и лишь после этого повышаем ток.

Время прогрева зависит от объема заливки и температуры окружающего воздуха. Так же как и в бетонировании с присадками, дополнительно утепляем заливаемую конструкцию. При морозе до 10 градусов достаточно 48 часов для нормальной гидратации бетона. После того как прогревочные петли отключены, дополнительные утеплители остаются еще минимум 7 дней. Не стоит слишком нагревать бетон, так как это чревато излишним испарением влаги, что в последствии приведет к образованию трещин и потери прочности бетона. Плита под утеплителем должна быть чуть теплой и не более того. Прогрев бетона сварочным аппаратом в домашних условиях требует повышенных мер электробезопасности и должен выполнятся лишь при наличии необходимого запаса знаний электротехники и профессиональных навыков работы со сварочным аппаратом.

При отсутствии сварочного аппарата можно использовать старый способ прогрева — «тепловой шатер». При заливке небольших конструкций над ними возводится палатка из брезента или фанеры, воздух в которой греется с помощью тепловых пушек или газовых обогревателей. Хорошо зарекомендовали себя при таком методе обогрева «Чудо-печки», работающие на дизельном топливе. При экономичном потреблении топлива (2 л на 12 часов) одна печь прогревает 10–15 кубов воздуха теплового шатра до нужной температуры гидратации бетона.

Видео по теме

Зачем нужна технологическая карта прогрева бетона

Большая часть территории России — регионы с ярко выраженными временами года. Есть зима с отрицательными температурами, теплое лето и межсезонье.

При осуществлении частной застройки строители планируют бетонные работы на начало осени, но в крупном строительстве допускать простои в работах длиной по полгода нерентабельно. Могут быть и другие причины бетонирования при неподходящих температурах:

Работы на слабых грунтах, которые возможны только зимой.
Сезонное снижение стоимости материалов и работ.
Возможность без проблем подвозить материалы по замерзшим дорогам.

Поэтому разработаны меры по прогреву бетона.

Зачем необходим прогрев бетона в зимнее время

В СП 70.13330 указано, что производство работ по бетонированию при среднесуточных температурах наружного воздуха ниже +5° С или при минимальной суточной температуре воздуха ниже 0° С считается зимним бетонированием.

Почему особо выделяются эти температуры?

Основной компонент бетона — цемент. Его также называют вяжущим компонентом.

Цемент — это вяжущее водного твердения. Это означает, что для получения твердого и прочного бетонного камня необходимо, чтобы компоненты цемента вступили в химические реакции с водой, так называемые реакции гидратации.

Со стороны кажется, что цемент просто смешали с водой и заполнителями и высушили, но это не так. При реакции составляющих цемента, таких, как алит, белит, трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит, образуются новые соединения кристаллической структуры.

Процессы гидратации требуют времени; аллит, ферритная и алюминатная фазы вступают в реакцию быстро, белит реагирует медленнее. В общей сложности необходимо 28 суток, чтобы бетон набрал расчетную прочность.

Различают также критическую прочность бетона. Это прочность, по достижении которой бетону уже не страшны неблагоприятные условия окружающей среды; обычно это 30—50% от проектной прочности.

Оптимальными условиями отвердевания бетона являются:

температура наружного воздуха 18—20° С;
высокая влажность воздуха.

Что происходит, если температура воздуха опускается ниже?

С понижением температуры процессы химических реакций все более замедляются.

Впоследствии, если бетон согреть, он наберет прочность, но она будет ниже ожидаемой.

Если температура воздуха опускается до 0° С и ниже, вода которая не успела прореагировать с компонентами цемента, замерзнет. При замерзании она расширится и приведет к образованию пустот и трещин в бетоне, что негативно отразится на прочности готового изделия. Образование ледяной пленки вокруг арматуры будет способствовать ее отслаиванию.

Поскольку количество воды в бетонной смеси рассчитывается заранее, составляющим цемента не хватит воды для реакции, таким образом, гидратация пройдет не полностью, и это снизит прочность бетона.

Вот почему при зимнем бетонировании следует принимать определенные меры, обеспечивающие правильное протекание реакций гидратации.

Эти меры делятся на три вида:

добавление особых компонентов в бетонный раствор;
сохранение тепла;
прогрев бетона.

У каждого из этих мероприятий есть свои плюсы и минусы. Решение принимается исходя из конкретной ситуации.

Существуют определенные стандарты на проведение любых прогревающих мероприятий, которые позволяют провести их наиболее эффективно и экономически целесообразно. Они отражены в технологических картах.

Применение специальных добавок для бетонных растворов.

Противоморозные добавки увеличивают скорость реакций и одновременно снижают температуру застывания воды в смеси, благодаря чему бетон отвердевает и при пониженных температурах.

Добавки-ускорители твердения способствуют быстрому набору критической прочности, после чего бетону уже не страшен холод.

Самый простой вариант противоморозных добавок — хлористые соли, но у их применения много ограничений, так как они совместимы не с любым видом портландцемента и работают только до температуры –10°С, кроме того, не рекомендованы к применению в армированных конструкциях, поскольку могут вызвать коррозию арматуры.

Другое дело — специальные добавки, например, CemFrio и HotIce от CEMMIX.

У этих добавок много преимуществ:

низкие дозировки;
простая процедура добавления;
эффективная работа до температуры –20° С без прогревающих мероприятий;
дополнительное пластифицирующее действие, позволяющее получать смеси повышенной удобоукладываемости;
предотвращение расслаивания смеси;
хорошая совместимость с любыми видами цементов и с арматурой;
экономия цемента и воды;
увеличение прочности готового изделия.

Сохранение тепла

При протекании реакций гидратации в бетонной смеси выделяется тепло. Если залитая конструкция имеет большой размер и достаточную толщину, тепла выделяется достаточно для того, чтобы не дать бетону замерзнуть. Нужно только сохранить его.

С этой целью применяют метод термоса:

Бетон замешивают из прогретых материалов. Цемент прогревать нельзя во избежание «заваривания», а заполнители, арматуру и опалубку прогревают горячим воздухом, воду подогревают до температуры 70° С.
Применяют утепленную опалубку.
После укладки бетонной смеси ее температура должна быть не ниже +10° С.
Заливку укрывают теплоизолирующими материалами. Иногда используют специальные прогревающие маты.
Периферические части конструкций могут дополнительно прогреваться электродами.
Дополнительно применяют противоморозные добавки для бетона.

Метод термоса эффективен для крупных конструкций, но его недостаточно, если у заливки большая площадь охлаждения, либо температуры слишком низкие (ниже –10° С).

Прогрев бетона

Есть несколько способов прогрева бетона:

тепляки;
электродный прогрев;
инфракрасный прогрев;
индукционный прогрев;
термоматы;
прогрев бетона с помощью ПНСВ.

Тепляки

Тепляки — это своеобразные «шатры», которые возводят над бетонной заливкой. Внутри устанавливают тепловые пушки, которые поддерживают температуру на нужном уровне. По достижении конструкцией критической прочности шатры можно демонтировать.

Электродный прогрев

Внутри опалубки закрепляют электроды, благодаря чему через бетонный раствор можно пропускать ток и таким образом греть бетон.

Технологическая карта на электродный прогрев конструкций из монолитного бетона содержит организационные и технические решения по электродному прогреву бетона с целью ускорения работ и повышения качества конструкций, которые изготавливаются в холодный сезон.

Эти решения разработаны в соответствии с требованиями СНиП. Подробнее можно ознакомиться с ними в СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» п. 5.11 «Производство бетонных работ при отрицательных температурах».

область применения электродного прогрева (сквозного, периферийного, арматурного) со схемами и указаниями о подготовке конструкций;
допустимость применения противоморозных добавок, их вид и количество;
область применения гидротеплоизоляции;
методы и график выполнения работ;
калькуляцию трудозатрат;
параметры прогрева;
необходимые материально-технические ресурсы;
технику безопасности;
требования к качеству и приемке работ;
технико-экономические показатели.

Читайте также:

Установка откатных дверей своими руками

Технологическая карта позволяет правильно и своевременно произвести все необходимые работы по электродному прогреву бетонных конструкций в зимнее время.

Инфракрасный прогрев

Бетон прогревают инфракрасным излучением.

Индукционный прогрев

Разогревает арматуру, от нее прогревается и бетон.

Термоматы

На поверхности заливки раскладываются обогреватели в виде матов. Они равномерно прогревают бетон.

Прогрев бетона с помощью ПНСВ (провода нагревательного со стальной жилой и изоляцией из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката)

Провод ПНВС расшифровывается следующим образом:

П — провод;
Н — нагревательный;
С — материал провода (сталь);
В — материал изоляции (винил, который правильнее называть поливинилхлоридом).

Провод погружается в бетон; не реже двух раз за смену проверяют напряжение в цепи.

Технологическая карта на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций содержит указания по электрообогреву конструкций с помощью ПНСВ. В ней можно найти сведения, касающиеся области применения метода, организации и технологии выполнения работ, требований по приемке.

При выборе любого метода прогрева дополнительное применение противоморозных добавок будет целесообразным. Все методы прогрева — дорогостоящие мероприятия, поэтому, чем быстрее их можно будет прекратить, тем больше средств будет сэкономлено. Добавки-ускорители твердения и противоморозные добавки позволяют бетону быстрее достичь критической прочности, после чего можно отменить прогревающие мероприятия.

Какова продолжительность прогрева бетона

Бетон прогревается до тех пор, пока не достигнет критической прочности (30—50% от проектной). Обычно это происходит на 4—6-й день.

Прочность бетона определяют по фактическому температурному режиму при помощи графиков.

Для более точного определения сроков используют лабораторные исследования, для которых изготавливают отливки-образцы и позволяют им набирать прочность в таких же условиях, как и основная конструкция.

Применение противоморозных добавок при зимних бетонных работах гарантирует получение качественных бетонных конструкций даже в условиях отрицательных температур. Совмещение применения противоморозных добавок с методом термоса или прогревом бетона не только гарантирует набор прочности, но и сокращает продолжительность термообработки, а значит, позволяет сэкономить электроэнергию и повысить оборачиваемость дорогостоящего оборудования и опалубки. Грамотное применение прогревающих мероприятий и противоморозных добавок в соответствии с технологической картой позволяет получать зимний бетон высокого качества.

Прогрев бетона зимой разными способами

На необъятных просторах нашей родины существуют места, где зима длится полгода. Невозможно так долго пережидать морозы, чтобы начать строительство и строить в условиях, точно соответствующих техническим нормам.

Известно, что многие технологические процессы не совместимы с отрицательной температурой воздуха. Речь идет, в первую очередь, о бетоне, который не в состоянии набрать прочность, схватываясь, при температуре ниже нуля.

Чтобы не прерывать процесса строительства, ученые разработали мероприятия, благодаря которым происходит прогрев бетона зимой, что позволяет ему превращаться в камень без потери качества.

Чем температура ниже нуля мешает бетону твердеть

При затворении вяжущего (цемента) и наполнителей (песка и щебня) водой – при производстве бетона – происходит сложная химическая реакция. Заключается она в явлении гидратации: образовании гелевидных частиц, что выглядит как загустевание цемента. Оно происходит из-за образования иглообразных кристаллов по всему объему смеси. Процесс гидратации полностью меняет структуру бетона с алюминатной на силикатную – по истечение 6-8 часов, за которые бетон загустевает., в следующие 16-20 часов он твердеет Затем еще 28 дней он набирает прочность.

Так вот, если этому процессу помешает превращение воды в лед – ничего не произойдет: структура цементного раствора не изменится и, даже после размерзания воды, смесь уже не превратится в камень. Поэтому необходимо было изыскать способ, который даст возможность и при отрицательной температуре воздуха цементно-песчаной смеси затвердевать и набирать прочность бетонного камня.

Таких способов нашли несколько, каждый из них определяется теми условиями строительства, под которые был разработан. Самые популярные из них: способ термоса, электронагрева, термоактивной опалубки и паропрогрева. Поговорим о каждом из них.

Прогрев бетона зимой способом «термоса»

Способ основан на свойстве цементно-песчаной смеси, при затворении ее водой, выделять тепло. Получается, что если это тепло сберегать с помощью утепленной опалубки и укрывания наружной плоскости раствора опилками, шлаком или камышитом, тепло может сохраняться внутри конструкции время, нужное для затвердения бетона. Однако это время будет зависеть от объемности конструкции и площади ее теплоотдачи. Рассчитать его можно по формуле:

где M – степень массивности конструкции, A – площадь теплоотдачи конструкции, а V – ее объем. Условие таково: если М= больше, чем 10, то «метод термоса» при бетонировании будет работать. Если М=8-10, то метод сработает, если смесь прогреть до температуры 60-80°С.

В остальных случаях применение метода не даст нужного результата. Поэтому применяются другие методы, с использованием внутреннего и внешнего подогрева бетонной смеси.

Прогрев бетона с помощью нагревательного кабеля

Обычно используется специальный провод ПНСВ («Провод Нагревательный Сталь Винил» – имеется в виду материал жилы и оболочки), сделанный из одной стальной жилы в ПВХ изоляции; берется сечением 1,2 мм.

Перед заливкой бетона провод закрепляется на каркасе из арматуры. Длину секций и шаг между ними определяют, исходя из напряжения трансформатора (при В=220В, длина составляет 110м, уменьшается пропорционально).

Количество тепла, выделяемое проводами, способно нагреть смесь до 60-70°С, при расходе 50-55 м провода на 1 м³ бетонной смеси.

Электроснабжение проводов осуществляется трансформаторным устройством ППЭБ (3х380В), которое может прогреть 20-25 м³ смеси.

Условия работы следующие:

Температура окружающей среды не должна быть ниже -25°С.
Монтаж осуществляется только при фиксации проводов.
Провода не должны касаться друг друга; минимальное расстояние между ними должно быть 15 мм.
Места соединения провода с нагревателем должны быть выведены из зоны обогрева.
К обогреву можно приступать после окончания заливки бетона.
В конструкции делаются скважины, дающие доступ к проводам, чтобы контролировать ее температуру. Если она превышает норму, следует понижать напряжение в сети.

Способ бетонирования в термоактивной опалубке

Используется в монолитном строительстве. Термоактивной называется стальная опалубка, на которой смонтированы нагревательные элементы и устроена наружная термоизоляция (обычно из стекло- или шлаковойлочных матов толщиной около 50 мм). При использовании опалубки, ее нужно укрывать брезентом или пленкой, не пропускающей воздух, особенно в ветреную погоду.

Термоактивная опалубка применяется разборная, унифицированная и специально разработанная монтажными организациями. Количество энергии, необходимое для прогрева конструкции будет зависеть от ее массивности, температуры основания и окружающей среды, скорости ветра и теплопроводности опалубки.

Для использования опалубки подходит быстротвердеющий портландцемент и шлакопортландцемент. Температура готовой смеси не должна быть ниже +5°С. Основание перед заливкой нужно прогреть до +10°С. Промерзший грунт прогревают на глубину более 50 см – для пучнистых и более 30 см – для непучнистых грунтов. Температура и промерзающего грунта, и смеси в момент заливки д. б. не ниже +15°С.

Способ прогрева бетона с помощью пара

Как известно, одним из условий для твердения и набора прочности бетоном, является влажность. При положительных температурах бетонную поверхность увлажняют, по крайней мере, первые сутки. Поэтому поддержание высоких температур в толще бетона, при его прогреве, может быть чревато неравномерным отвердением бетонного камня и образованием в нем микротрещин. Чтобы этого не происходило, нужно четко выполнять режим прогрева.

Если по каким-то причинам обогрев кабелем изнутри или с помощью термоактивной опалубки невозможен, существует еще один, более энергозатратный, но зато более эффективный способ – паропрогрев.

Создание благоприятных условий для твердения бетона с помощью тепла и влажности, значительно ускоряют процесс набирания им прочности. При температуре прогревания +70°С в паронасыщенном состоянии, бетон за 25-30 часов наберет такую же прочность, как за 10-15 суток при обычных условиях.
Способ осуществляется с помощью т. н. «паровой рубашки». Оболочка укрывает конструкцию вместе с опалубкой, чтобы охватить всю ее поверхность парами низкого давления (на расстоянии 15 см).
«Паровая рубашка» делается из нескольких деревянных щитов, между которыми прокладывается толь. Их плотно подгоняют друг к другу, швы герметизируют, оставляют отверстия для гибких шлангов, по которым через каждые 5-6 м² будет подаваться пар.
Прогревая перегородки, рубашку устраивают только с одной стороны конструкции.
Для колонн пар подается снизу через каждые 3,5 м.
Пар пускают за пол часа до начала заливки бетона, чтобы предварительно прогреть конструкцию.