Утеплитель на крышу: как рассчитать необходимый объем материалов?

Толщина и тепловое сопротивление изоляционной прослойки кровельного пирога оказывают прямое влияние на энергоэффективные характеристики дома и комфортность в помещениях под крышей.

Бездумно увеличивать количество утеплителя нет смысла, при правильном подходе эти параметры обосновываются расчетом еще на стадии проектирования здания и кровли.

Основы расчета

Исходными данными служат климатические условия в регионе, геометрические параметры скатов и стропильной системы, требования к самой крыше и бюджету строительства. В ходе расчета определяется тип и параметры утеплителя, толщина прослойки и схема укладки материала.

Полученные данные также используются при уточнении толщины пирога, расчете общей нагрузки на кровлю, количества материалов (включая крепежи и сопутствующие для монтажа) и сметы. Алгоритм расчета может корректироваться, но в целом пошагово:

1. Уточняются нагрузки и требования к утеплителю.
2. Исходя из назначения и параметров крыши выбирается тип теплоизоляционного материала и уточняются его характеристики (плотность, коэф.теплопроводности, влагопоглощение, паропроницаемость, требования монтажа).
3. Выполняется теплотехнический расчет толщины изоляционной прослойки. Полученное значение округляется в большую сторону, при неблагоприятных условиях эксплуатации – с 10% запасом. При чрезмерно большой толщине рассматриваются альтернативные варианты, при необходимости – с заменой материала или способа утепления.
4. Исходя из полученной толщины и геометрических параметров скатов рассчитывается схема укладки материалов и их количество. На этом этапе ключевое значение имеет совпадение размеров плит или рулонов утеплителя с расстоянием между стропилами, в идеале материалы монтируются с минимальными или отсутствующими зазорами и без лишнего раскроя.
5. Выполняется расчет сопутствующих материалов (пены, гидро- и пароизоляционных пленок, герметизирующих лент, крепежей) и общей сметы.
6. С учетом полученных данных составляется точная схема размещения слоев пирога с закладкой обязательных вентзазоров и проверяется соответствие весовых нагрузок несущим способностям каркаса и основания крыши.

Важно понимать, что расчет утеплителя не выполняется отдельно от других слоев пирога. Величина теплового сопротивления кровельного покрытия, обшивки или перекрытий суммируется с сопротивлением изоляционного слоя и оказывает прямое влияние на его толщину. Но основные функции по защите помещений от теплопотерь, шума и сквозняков ложатся на слой легкого, но эффективного утеплителя.

Какую подобрать толщину?

Основным ориентиром служит СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», определяющий требования к температурному режиму и параметрам теплоизоляционной прослойки с учетом климатических условий в регионе. В частности, он регламентирует величину нормированного теплового сопротивления все конструкций дома, включая крышу.

Толщина утеплителя при этом находится по формуле:

?=(R0прив-0,16)·?, где:

• ? – это толщина утеплителя, в перерасчете на метры.
• R_0прив – нормативное значение, приведенное сопротивление теплопередаче покрытия, м²•°С/Вт.
• ?– коэффициент теплопроводности выбранного теплоизоляционного материала, Вт/(м•°С).

Коэффициент сопротивления теплопередаче материалов по городам:

По понятным причинам данный параметр зависит от среднесуточной температуры и длительности отопительного периода, в Якутске и аналогичных регионах ужесточаются требования к используемому утеплителю и толщине прослойки. Для сравнения: минимально допустимая толщина одного и того же утеплителя для крыши в Краснодаре составляет (2,44-0,16)•0,04=0,091 м, в Магадане (4,33-0,16)•0,04=0,166 м.

Совет. Во избежание ошибок расчет стоит выполнять с помощью строительного калькулятора. Полученное значение всегда округляется в большую сторону.

Исключение делают для многослойных кровельных пирогов с обшивкой или другими прослойками из фибролита, ДСП и аналогичным листовых материалов с хорошими изоляционными свойствами. В таких случаях толщину и тепловое сопротивление каждой прослойки находят отдельно. Эти же правила действуют при комбинировании разных видов утеплителя.

Из видео узнаете, как правильно рассчитать толщину утеплителя и о частых ошибках перекрестного утепления крыши:

Для жилого и нежилого помещения

Приведенные выше нормы СНиП подразумевают поддержку температуры во внутренних помещениях в пределах +19 °С. Соответственно при необходимости увеличения этого параметра и одновременной экономии средств на обогрев зданий требования к тепловому сопротивлению конструкций ужесточаются.

Подход к утеплению кровель над отапливаемыми и нежилыми помещениями отличается:

• В первом случае изоляционные прослойки размещают в кровельных, мансардных и фронтонных конструкциях и защищают как от внешней влаги, так и от внутренних паров и конденсата.
• Во втором утепление скатных и наклонных конструкций считается экономически невыгодным, защиту здания от теплопотерь чаще обеспечивает изоляция чердачного перекрытия.

  Толщина утепляющей прослойки в таких конструкциях варьируется в пределах 10-15 см при использовании современных энергоэффективных марок, 20-25 – при засыпке в полости гранул керамзита или вермикулита.

Исключение представляют гаражи, редко посещаемые дачи и аналогичные хозяйственные и нежилые постройки. Утепление таких крыш, опять-таки считается нецелесообразным, но в ряде случаев выполняется из соображений комфортности.

Расчет утеплителя в таких случаях выполняют по общем алгоритму, с акцентом на соответствии характеристик материала внутренним условиям эксплуатации (риска накопления конденсата и интенсивным влажностным и температурным воздействиям в банях, парах бензина в гаражах). Оптимальный результат достигается при заложении таких крыш из сэндвич-панелей с толщиной внутреннего утепляющего слоя от 10-15 см.

На заметку. Крыши над жилыми помещениями по возможности выполняются «дышащими» или принудительно вентилируются.

Скатные конструкции рассчитываются с учетом обязательного вентиляционного зазора между утеплителем и рулонной гидроизоляцией в 3-5 см. Такой же зазор предусматривается при закрытии пирога изнутри непроницаемыми материалами. На практике это приводит к увеличению общей толщины пирога утепленной кровли на 7-10 см. Как происходит утепление скатной кровли и какими материалами, читайте в отдельной статье.

Плоские крыши над жилыми помещениями утепляются по стандартной (с заложением утеплителя внутри перекрытия или под сплошным гидроизоляционным слоем) или инверсионной схеме (с утеплителем поверх основного гидробарьера). В целях экономии и снижения нагрузки при их расчете важно учесть тепловое сопротивления каждого отдельного слоя, при сомнении в своих навыках работы доверяют специалистам.

В зависимости от выбранного материала

Для получения точного значения минимально допустимой толщины теплоизоляции помимо нормативного сопротивления теплопередаче заранее уточняется коэффициент теплопроводности самого утеплителя.

Практически у всех современных материалов этот параметр не превышает 0,04 Вт/м•°С, но у специализированных марок для арктических и холодных зон он составляет 0,031-0,035.

Характеристика указывается производителем и используется при расчете с корректировкой на условия эксплуатации. Для сравнения – плиты минеральной ваты, ЭППС, напыляемый ППУ при незначительном отклонении в коэф.теплопроводности укладываются с разной толщиной (см.таблицу).

Тип утеплителя	Средний коэф. теплопроводности, Вт/м•°С	Минимальная толщина утепляющей прослойки, см
		Южные регионы (Сочи)	Центр (Москва)	Северные регионы (Якутск)
Минеральная вата на основе стекловолокна	0,035-0,037	5,87	11,23	18,43
Каменная вата	0,037-0,039	6,19	11,86	19,46
ППУ	0,035-0,038	6,03	11,54	18,94
Пенопласт	0,038	6,19	11,86	19,46
ЭППС	0,038-0,04	6,36	12,17	19,97
Полиэфирные плиты	0,031-0,032	5,05	9,67	15,87
Эковата	0,04	6,52	12,48	20,48

Полученное значение приходится округлять в большую сторону. И если с напыляемыми или задуваемыми видами утеплителя это не становится проблемой, то при выборе плитных разновидностей владельцы несут лишние траты (толщина таких материалов как правило кратна 50 мм).

Важно! Отклоняться от расчетного значения в меньшую сторону не рекомендуется, в идеале, утеплитель наоборот рассчитывается и укладывается с запасом.

Экономия допускается лишь при уверенности в изоляционных способностях внешнего покрытия (гибкая черепица и ее аналоги имеют хорошие показатели теплового сопротивления) или добавлении слоя из других материалов. Так, наличие внутренней обшивки из ГКЛ или ДСП позволяет снизить расчетную толщину утеплителя на 10-12 мм, но не более.

Как вычислить необходимое количество?

Количество и стоимость материалов вычисляются в последнюю очередь. При простой форме скатов составление схемы раскладки не составляет труда, особенно при использовании строительных калькуляторов. Последовательно определяется общая площадь крыши, объем и количество всего утеплителя с запасом на раскрой.

При усложнении конфигурации кровля разбивается на более простые геометрические фигуры, после определения требуемого количества теплоизоляции для каждой их них все значения суммируются и округляются.

Акцент делается на определении числа слоев и схеме раскладки. Мнение, что кровельный утеплитель всегда следует размещать в 2 или несколько слоев ошибочно – укладываемые без зазоров рулоны нужной толщины обеспечивают лучшую защиту чем жесткие плиты пенопласта, укладываемые в несколько слоев, но нуждающиеся в герметизации щелей на стыках и участках примыкания к стропилам.

На заметку. Но при работе с плитными видами многослойная укладка считается более эффективной.

Сколько нужно с учетом размера покрытия?

Размеры кровельных утеплителей как правило соответствуют расстоянию между стропилами – большинство рулонов, матов и плит имеют стандартную ширину в 600 (самый распространенный вариант), 1000 или 1200 мм.

С толщиной сложнее – пенополистирольные плиты имеют более широкий разброс размеров (от 20 до 200 мм), минватные – кратные 50 мм (50, 100, 150 или 200 мм). Сжимаемые рулонные разновидности (Изовер, Урса) как правило имеют большую толщину – 100 и 150 мм.

С целью упрощения работ размеры плит конкретной марки уточняются заранее, особенно при использовании универсальных  разновидностей. Некоторые производители выпускают нестандартные маты (яркий пример – системы Кнауф с шириной 1220 мм или профессиональные линейки Технониколь с шириной в 1180 мм).

В идеале материалы укладываются впритык и удерживаются стропилами. При отсутствии такой возможности зазор между плитами или конструкциями не должен превышать 2-5 мм. Сминание мягких материалов также не допускается.

Заключение

Поводя итог стоит отметить, что при расчете утеплителя на крышу рекомендуется сравнить несколько вариантов и марок и изначально подобрать оптимальные по размерам и толщине материалы.