Сначала находим требуемое тепловое сопротивление ограждающих конструкций здания, то есть это та. величина, ниже значения которой ограждающие конструкции не могут удерживать заданную внутреннюю температуру воздуха. Другими словами, если ограждающие конструкции будут иметь тепловое сопротивление меньше требуемого, здание будет холодным. Через его ограждающие конструкции будет уходить тепла больше, чем это допустимо. Требуемое теплосопротивление вычисляется по формуле:
Rтр = (tв — tн)/(Δtн — αв)
где: tв — расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по СНиПу, она равняется 18 °C, но поскольку жилой дом мы строим для себя и за свои деньги, ее можно принять несколько большей или меньшей (я, например, считаю температуру внутреннего воздуха в 21 °C более комфортной);
tн — расчетная температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки в заданном районе строительства, принимается по СниПу «Строительная климатология». Поскольку СНиП большинству читателей недоступен, нужно выяснить эту величину в местных строительных организациях либо районных отделах архитектуры. Или воспользоваться собственным опытом (по возможности объективным). Например, если вы введете в формулу —32 °C, а по СНиПу эта величина —29 °C, то толщина вашего утеплителя будет чуть больше, чем нужно;
Δtн — нормативный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности стены, °С, определяется по СНиПу. Эта нормативная величина обеспечивает не появление на поверхности ограждающей конструкции температуры точки росы;
αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/м2 °С, определяется по СНиПу. Равен 8,7;
Δtн∙αв — произведение, находящееся в числителе дроби, равно: 34,8 Вт/м2 — для наружных стен, 26,1 Вт/м2 — для покрытий и чердачных перекрытий, 17,4 Вт/м2 — для надподвальных перекрытий.
После определения минимально допустимого (требуемого) теплового сопротивления стен, находим расчетное теплосопротивление (это то сопротивление, которое рекомендуется современными теплотехническими нормами). Для упрощения теплотехнического расчета я ввел повышающие коэффициенты, которые приближают величину расчетного теплосопротивления к рекомендуемым теплосопротивлениям ограждающих конструкций: для стен — 2,5; для чердачных перекрытий и покрытий — 3,0; для надподвальных перекрытий — 2,0. Таким образом, расчетное тепловое сопротивление считается по формуле: Rрac = К∙Rтр.
Для чего изменили теплотехнические нормы, после введения которых практически все дома, построенные в двадцатом веке, стали нуждаться в дополнительном утеплении? Прежде всего, из экономических соображений: на нагревание утепленного дома нужно меньше энергетических ресурсов (газа, нефти и др.). Кстати, в европейских странах новые теплотехнические нормы действуют давным-давно (у них же нет своей нефти).
После нахождения расчетного теплового сопротивления выбираем необходимую толщину утеплителя. Конструкцию ограждения рисуют послойно. По рисунку или из проекта определяют толщину каждого ограждающего из слоев конструкции, кроме толщины утеплителя. По таблице СНиПа (приложение, статья «Крыши», «Сделай сам», № 4, 2004 г.) определяется коэффициент теплопроводности каждого из слоев конструкции. Толщина утеплителя находится по формуле:
δут = [Rрac — (1/αв + δ1/λ1 + … + δi/λi + Rпр + 1/αн)]∙λут
где δi — толщина отдельных слоев ограждающей конструкции, м;
δут — толщина утепляющего слоя, м;
λi — коэффициент теплопроводности отдельных слоев, Вт/м∙°С, определяется по таблице приложения;
λут — коэффициент теплопроводности утепляющего слоя, Вт/м∙°С;
αн— коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции, равен 23 Вт/м2 °С;
Rпр — тепловое сопротивление воздушной прослойки, м2∙°С/Вт, определяется по таблице СНиПа (приложение). Если в ограждающей конструкции воздушный продух не предусмотрен, эту величину из формулы исключают. В случае проверки уже существующей ограждающей конструкции на теплосопротивление его находят по формуле: