Как и чем изнутри утеплить деревянный дом: Утепление стен деревянного дома изнутри: все, что нужно знать

особенности утепления дома, выбор материала

Еще несколько десятилетий назад утепление стен изнутри деревянного дома не требовалось: чтобы сохранить тепло в помещении, достаточно было увеличить толщину стен. Но использование большего количества материала для постройки толстой стены приводит к увеличению финансовых затрат, поэтому владельцы задумываются над теп, как правильно и можно ли вообще утеплить дом изнутри. Да можно, современный строительный рынок предлагает множество различных теплоизоляционных материалов для внутреннего утепления деревянных домов.

• Что нужно знать о теплоизоляции стен
• Выбор утеплителя
• Особенности проведения теплоизоляционных работ
  • Устройство вентиляции
  • Закрепление утеплителя на стене

Что нужно знать о теплоизоляции стен

Дерево — материал с высокими теплоизоляционными свойствами, но при уменьшении толщины стен возникает необходимость в утеплении. Провести наружное утепление не представляется возможным, так как при этом испортится внешний вид деревянного строения. Дополнительные потери тепла возникают из-за некачественного соединения бревен, под влиянием естественной усадки дома. Поэтому утепление деревянного дома изнутри является актуальной проблемой, которую помогают решать современные теплоизоляционные материалы.

Перед тем как приступить к выбору утеплителя и проведению теплоизоляционных работ, нужно выяснить две детали:

1. Какая порода древесины применялась при строительстве. Знание этого момента необходимо, так как каждый вид дерева обладает индивидуальными характеристиками, поэтому для утепления понадобится выбор определенного утеплителя.
2. Почему происходит потеря тепла. На потерю тепла влияет не только толщина стен, но и различные дефекты, которые были не замечены при постройке: трещины в бревнах, некачественная герметизация стыков. Выяснение этого вопроса необходимо для выбора утеплителя и метода утепления.

Работы по утеплению дома правильнее всего планировать на весну или лето. Только что построенный дом не утепляют — нужно подождать год, чтобы здание дало усадку. В противном случае работа будет бесполезной: после усадки вновь появятся трещины и зазоры между бревнами, придется проводить дополнительные работы.

Выбор утеплителя

От качества утеплителя зависит не только тепло в доме, но и здоровье жильцов. К материалам, которые используются для утепления стен деревянного дома, предъявляются такие требования:

• Низкая теплопроводность.
• Пожаробезопасность.
• Механическая прочность.
• Экологическая чистота, безопасность для здоровья человека.

Создано множество современных материалов, обладающих отличными теплоизоляционными свойствами.

• Минеральная вата — имеет высокие звукоизоляционные и теплоизоляционные свойства. Вата не препятствует естественной вентиляции, не горит, ее легко монтировать на стены. Существует несколько разновидностей материала: базальтовая вата, шлаковата, стекловата. Лучше всего зарекомендовала себя базальтовая вата — это самый экологически чистый и безопасный материал, который чаще всего используют для утепления деревянных домов изнутри. Стекловата оставляет на коже колющиеся частицы, раздражает дыхательные пути; шлаковата не всегда соответствует требованиям экологической безопасности. Недостаток минваты любого типа — высокая гигроскопичность, поэтому материал требует дополнительной гидроизоляции.
• Пеноплекс (экструдированный полистирол) — считается разновидностью пенопласта, но имеет более высокие характеристики прочности. Плюсы полистирола: низкая теплопроводность, отличная влагоустойчивость, не оставляет после себя раздражающих частиц (как, например, стекловата). Но использовать полистирол для утепления стен не рекомендуется: материал обладает очень низкой паропроницаемостью. Лучше всего его применить для утепления пола. При покупке пеноплекса нужно обращать внимание на его класс горючести: он должен иметь категорию Г1. Если использовать для утепления другие виды полистирола, возникает риск легкого возгорания материала, а при горении пенополистирол выделяет в воздух ядовитые вещества, смертельно опасные для человека.
• Эковата, или целлюлозный утеплитель — материал получают из бумажных отходов, в состав добавляют антисептики и пламегасители. Эковата имеет множество достоинств: экологичность, отличные показатели звуко- и теплоизоляции, устойчивость к возгоранию и гниению. Капиллярная структура целлюлозных волокон способствует тому, что материал легко отдает избыточную влагу при намокании, поэтому быстро сохнет и не теряет своих эксплуатационных характеристик. Благодаря таким свойствам популярность этого утеплителя каждым годом увеличивается.
• Пенополиуретан — новейший способ утепления пенополиуретаном заключается в напылении материала на стены при помощи специального оборудования. После распыления на стены пенополиуретан застывает в виде пористой пены, которая обладает такими свойствами: безопасность для человека, низкая теплопроводность (ниже, чем у воздуха), высокая влагоустойчивость, отличное сцепление с поверхностью, срок службы до 25 лет, хорошая паропроницаемость. Пена наносится на стены равномерным слоем, хорошо проникая в дефекты бревен, при этом бесшовное напыление гарантирует отсутствие так называемых мостиков холода. Еще один плюс пенополиуретана — способность к самозатуханию при возгорании, то есть материал не поддерживает горение.

Особенности проведения теплоизоляционных работ

Правильная организация работы и продуманный подход — львиная доля успеха в этом нелегком деле. Далее будут описаны основные этапы при утеплении помещения. Подготовительный этап

Перед началом теплоизоляционных работ необходимо подготовить стены. Первая операция — проверка и заделка стыков. Для этого используют синтетические герметики, джутовое волокно, паклю. Подготовка стен к нанесению пенополиуретановой пены включает в себя очистку поверхности от загрязнений, старой краски, жирных пятен. После заполнения стыков приступают к следующему этапу — обработке древесины огнебиозащитными составами.

Обработка составами, предотвращающими возгорание и заражение плесневыми грибками очень важна, ведь древесина после теплоизоляции будет на долгие годы скрыта от свободного доступа; от качества обработки зависит состояние и срок службы деревянного здания. Огнебиозащитными составами обрабатывают не только деревянные стены, но и ограждающие конструкции, даже если они выполнены из других материалов.

Устройство вентиляции

При проведении теплоизоляционных работ нужно помнить о вентиляции: без нее невозможно добиться правильного микроклимата в помещении. Некоторые утеплители обладают низкой воздухопроводностью, что отрицательно влияет на качество воздуха в помещении. Чтобы воздух правильно циркулировал, устраивают вентиляционные зазоры — между стеной и теплоизоляционным материалом оставляют небольшой промежуток. В этом промежутке происходит свободная циркуляция воздуха, благодаря чему поддерживается нормальная влажность утеплителя и стен.

Такие материалы, как базальтовая вата, беспрессовый полистирол, стекловата требуют дополнительного устройства пароизоляции. Для этого используют пароизоляционную пленку, которую крепят к вентиляционной обрешетке.

Закрепление утеплителя на стене

Все теплоизоляционные материалы требуют возведения ограждающих конструкций — без них невозможно закрепить утеплитель на стене. Для этого используют деревянные бруски, которые устанавливают на расстоянии друг от друга, равном ширине утеплителя. Для того чтобы материал плотнее прилегал к ограждению, расстояние между брусками делают меньше нужного размера на 1 см.

После монтажа на стену утеплители с высокой пористостью требуют дополнительной ​гидроизоляции. Для этого используют гидроизоляционные пленки с паропроницаемыми мембранами, благодаря которым влажность утеплителя всегда будет равняться влажности воздуха в помещении. В качестве финишного покрытия теплоизоляции используют гипсокартон, деревянную вагонку, фанеру.

Технология утепления деревянного дома изнутри не отличается сложностью, не требует от владельцев профессиональных навыков. Выполнить теплоизоляцию стен можно самостоятельно, нужно лишь

Утепление дома изнутри

Комфортный температурный режим дома является одним из важных условий для здоровья его обитателей. Для обеспечения нормальной среды в помещении осуществляются утеплительные работы. Утепление – это необходимый этап возведения дома, лучше его выполнить именно на этой стадии, но можно сделать и потом.

Содержание

• 1 Что нужно знать об утеплении стен деревянного дома внутри
• 2 Чем утеплять дом из дерева
  • 2.1 Пеноплекс
    • 2.1.1 Пенополистирол характеристики:
  • 2.2 Минеральная вата
    • 2.2.1 Базальтовый утеплитель характеристики:
  • 2.3 Утепление минватой стен дома изнутри видео:
  • 2.4 Фольгированные утеплители
• 3 Различия в способах утепления стен дома

Что нужно знать об утеплении стен деревянного дома внутри

Хозяева частных деревянных домов знают, как важно утеплить дом. От этого зависит, насколько будет комфортным проживание в нем. Из какого бы строительного материала не было возведено здание, из бруса или бревна, оно нуждается в утеплении, особенно учитывая, какие сильные морозы бывают в нашей стране.

Профессионалу не нужно рассказывать о материалах, технологиях – он и так все знает, но на что следует обратить внимание любителю, если он хочет осуществить утепление стен изнутри деревянного дома своими руками?

Выделяются две главные технологии утепления стен дома – наружное утепление и внутреннее утепление. У каждой свои особенности, плюсы и минусы.

При наружном утепляющий материал находится снаружи, что позволяет сохранить фасад здания от неблагоприятных факторов природы. К тому же экономится площадь помещений.

Утепление изнутри выбирают, если, например, нельзя «трогать» фасад или по какой-нибудь причине наружное утепление деревянного дома невозможно выполнить.

Прежде чем приступать к утеплению брусового дома или утеплению бревенчатого дома, нужно определить, как устроить гидроизоляцию, чтобы не было конденсата.

Когда утеплитель расположен внутри, внешняя стена промерзает, образуется конденсат. Поэтому сначала подумайте о гидроизоляции. Можно, например, использовать при креплении утеплителя к стене полиэтиленовую пленку – она подходит во многих случаях.

Чем утеплять дом из дерева

Современный строительный рынок предоставляет много материалов для утеплительных работ. Среди них наиболее популярны те, которые одновременно не стоят очень дорого и в то же время эффективные. Поэтому и стало доступным утепление стен внутри деревянного дома произвести даже неопытному человеку.

Пеноплекс

Пеноплекс, или пенополистирол белого цвета, состоит из воздуха и вспененного полистирола. Он производится в виде плит разной толщины и размеров. Удобен в работе, благодаря чему востребован на рынке строительных материалов.

Пенополистирол характеристики:

• Низкая теплопроводность;
• Высокая шумопоглощаемость;
• Не создает условий для развития влажной среды;
• Длительный срок службы;
• Не выделяет вредных веществ в эксплуатации;
• Устойчив к температурным перепадам;
• Легкий вес, что удобно для перевозки и монтажа;
• Не возгорается;
• Не создает комфортной среды для размножения грибков и плесени;
• Недорого стоит.

Технология утепления дома пеноплексом выглядит следующим образом:

• Для начала нужно подготовить стену, очистить ее от загрязнений и пыли, для этой цели можно использовать обычный веник. Если есть трещины, их следует заделать при помощи шпаклевки.
• Поверхность грунтуется акрилом – это не дает образоваться грибковым колониям.
• Когда грунтовка высохнет, приклеиваются пенополистирольные плиты. Клей наносится на стену и на плиту, после чего плиту нужно прижать к стене.
• Работа начинается снизу, плиты клеятся встык в шахматном порядке. Швы необходимо обработать, используя монтажную пену.
• Когда клей высохнет, каждую плиту для большей фиксации нужно прикрепить, используя дюбели по углам и в центре.
• Сверху накрывается мембранная пленка или полиэтилен для гидроизоляции, на стыках он склеивается скотчем.

• Далее – армирующая сетка.
• После этого можно заняться декоративным оформлением.

Минеральная вата

Имеет несколько разновидностей, среди которых наиболее популярна каменная вата, которая производится путем переплавки каменных вулканических пород. По сравнению со стекловатой имеет больше преимуществ.

• Безопасность при монтаже;
• Хороший показатель утепления;
• Высокая шумопоглощаемость;
• Высокая паропроницаемость;
• Не выделяет токсичных веществ;
• Не возгорается;
• Устойчива к температурным перепадам;
• Не гниет, не плесневеет;
• Долго служит.

Технология внутреннего утепления стен дома минватой выглядит следующим образом.

• Стена очищается от загрязнений. Все щели обрабатываются шпаклевкой. Если есть плесень или грибки, этот участок нужно хорошо очистить, помыть, высушить и обработать антигрибковыми препаратами.

• На стену крепится гидроизоляционный материал.

• Набивается обрешетка из вертикальных деревянных брусьев. При этом важно, чтобы шаг обрешетки соответствовал ширине рулона минваты, для плотного крепления утеплителя к стене.
• Монтируется плита минваты встык между брусьями обрешетки. Швы заклеиваются липкой лентой.

• Далее натягивается мембранная паро- гидроизоляционная пленка. Ее нужно проклеить на стыках и следить, чтобы не нарушилась герметизация.
• Этот слой фиксируется к обрешетке деревянными планками.
• Выполняется внутренняя отделка стен дома.

Утепление минватой стен дома изнутри видео:

Фольгированные утеплители

Это высокотехнологичный материал с покрытием из фольги, которая, не являясь сама теплоизолятором, эффективно отражает тепло, направляя его обратно в дом. Разновидностей достаточно много: пенофол, с самоклеящимся покрытием, односторонним и двусторонним, изовер и др.

Технология утепления брусового дома изнутри с использованием материала с фольгой выглядит вкратце следующим образом.

• Поверхность стены очищается от грязи и пыли. Все трещины и щели необходимо заполнить, используя шпаклевку.
• К стене прикрепляется деревянная обрешетка из брусьев, шаг которых соответствует ширине рулона данного материала.

• Фольгированное покрытие размещается между брусьями обрешетки встык, необходимо следить, чтобы металлизированный слой был направлен внутрь здания. Стыки нужно проклеить алюминизированной липкой лентой.

В отличие от других вариантов утепления применение фольгированного материала позволяет не монтировать гидроизоляционную пленку. Поэтому после его монтажа можно начинать внутреннюю отделку стен дома.

Различия в способах утепления стен дома

В строительстве применяются оба метода теплоизоляции – наружное утепление и утепление внутри . Однако утепление деревянного дома изнутри имеет больше недостатков и выполняется чаще в том случае, если утепление снаружи по разным причинам выполнить не удается. Монтаж утеплителя нельзя назвать очень сложным процессом, если есть базовые навыки строительства, выполнить его можно довольно быстро.

Но человеку, не обладающему профессиональными знаниями, опытом и навыками, по началу будет сложно разобраться с тонкостями работы. Конечно, потребуется время, чтобы изучить все нюансы утепления деревянного дома изнутри своими руками. Зато с каким удовольствием все члены семьи будут возвращаться в уютный и комфортный дом!

Утеплитель для деревянного дома

Как утеплить деревянный дом, чтобы минимизировать теплопотери

Хотя дерево само по себе признано материалом, обеспечивающим отличную тепло- и звукоизоляцию, не секрет, что хорошее утепление деревянного дома требует дополнительных внимание. Это связано с тем, что деревянные дома, в отличие от кирпичных, строятся не из цельного материала, который сам по себе обеспечивает герметичность, а строится из отдельных частей. Также важно упомянуть, что теплоизоляция деревянного дома зависит не только от утепленных стен – целых 25% потерь тепла приходится на оставленные без присмотра окна и двери, а 30% могут теряться через крышу.

Нужна ли теплоизоляция для деревянных домов?

Учитывая тот факт, что деревянная дача часто используется только в теплое время года, герметичная деревянная конструкция, благодаря своим специфическим свойствам древесины, сама по себе обеспечивает относительно хорошую теплоизоляцию, что снижает потребность в утеплении сам дом. Однако если вы проводите время на даче круглый год или площадь самого деревянного коттеджа достаточно велика, стоит подумать об его утеплении. В этом случае деревянный дом станет не только намного герметичнее, но и менее холодным зимой.

Важно иметь в виду, что перед началом каких-либо работ по утеплению следует оценить, что новый дом простоит как минимум несколько лет. Неправильный расчет этого процесса может привести к порче материалов, используемых для утепления, и может потребовать переделки всей работы.

Виды утепления деревянного дома

Дома из бруса пользуются спросом благодаря тем преимуществам, которые они таят в себе. Природная атмосфера, царящая в деревянном доме, дарит уют и теплую положительную энергию. Но это не значит, что такой дом не нуждается в утеплении.

Наиболее часто используемым изоляционным материалом является минеральная вата. Используя минеральную вату для утепления деревянных домов, потребители снижают потребление энергии в зданиях. В Timber Cabins мы используем каменную вату для изоляции, поскольку считаем ее наиболее подходящим вариантом для деревянных конструкций.

Еще одним популярным материалом для утепления является пенополиуретан. Он известен своей высокой эластичностью, что важно для теплоизоляции.

Утепление стен деревянного дома

Согласно практике, стены деревянного дома обычно располагаются примерно на 2-3 % от высоты стены, поэтому это расстояние следует учитывать при выполнении работ по утеплению. Например, если стена дома имеет высоту 4,5 м, то после осадки ее высота уменьшится примерно на 10 см. По этой причине при строительстве нового дома рекомендуется дождаться его осадки, но если это невозможно, необходимо проконсультироваться со специалистом по утеплению.

Еще один важный момент — комплексный подход к изоляции. Утепляйте не только стены, но и уделяйте пристальное внимание окнам и дверям, так как на них приходится до 25%, а иногда и до 30% теплопотерь.

Просматривая наши проекты, вы можете видеть, что стены доступны разной толщины. От толщины стен зависит не только цена дома, но и возможное время его проживания в течение года.

Например, дома с толщиной стен 34 мм предназначены для использования в летние месяцы, хотя они также могут быть комфортными в весенний и осенний сезоны при соответствующей изоляции.

Деревянный дом со стенами толщиной более 34 мм не требует утепления. Однако стоит подумать об утеплении по экономическим и экологическим причинам.

Читайте далее: Как утеплить стены деревянного дома

Утепление пола

Холодный пол — одна из основных проблем деревянного дома, которая редко решается укладкой ковров на ковры.

Утепление пола помогает поддерживать идеальный микроклимат в помещении и служит гарантией от нежелательных проблем, таких как сырость, появление и рост плесени, повышенное потребление тепловой энергии.

Утепление каменной ватой или пенополиуретаном не только поддерживает оптимальную температуру, но и изолирует от внешнего шума. Хорошо утепленный деревянный дом подарит своим владельцам прекрасную атмосферу, сделав дом комфортным и уютным.

Дополнительная литература: Как утеплить пол в деревянном доме

Изоляция крыши

Крыша играет важную роль в общем утеплении дома в холодную погоду. Это часть здания, которая защищает помещения от внешних воздействий, таких как дождь, жара, холод, и обеспечивает уютный микроклимат внутри здания.

Оставленная без присмотра или протекающая крыша часто является причиной наибольших потерь тепла, в результате чего до 30% или более тепловой энергии теряется через плохо обслуживаемую крышу. Вот почему чрезвычайно важно найти надежный способ остановить утечку теплого воздуха через крышу, правильно утеплив эту часть дома, не урезав при этом его бюджета.

Читайте далее: Утепление крыши деревянного дома

Теперь, когда вы знаете, как правильно утеплить деревянный дом, зимние морозы вас не испугают — в доме из бруса в холодное время года будет уютно и очень тепло.

Изоляция вашего старого дома: Часть 1

В вашем старом доме зимой сквозняк, а летом болото? Почти невозможно эффективно нагревать и охлаждать?

Это потому, что когда ваш дом был построен полвека или более назад, никто особо не задумывался об утеплении. Энергия была в изобилии и дешева. Половина мировой нефти производилась в США. Экономия энергии была просто не очень важна. Эксперты считали, что 4-дюймового «мертвого» воздушного пространства, захваченного в полостях стоек ваших стен, в сочетании с пароизоляцией достаточно, чтобы сохранить тепло внутри вашего дома.

Теперь мы знаем, что эксперты ошибались.

Теоретически воздух является хорошим изолятором, если его можно удержать от движения. Сухой, абсолютно неподвижный воздух имеет R-значение 3,6 на дюйм воздуха — такой же хороший, как и у большинства изоляционных материалов.

Но воздух внутри ваших стен никогда не бывает неподвижным. Он постоянно движется, и с этим движением создается конвекционный поток, который приводит к значительной передаче тепла из вашего дома зимой в ваш дом летом.

Каждое из этих значений является мерой теплопередачи через материал.

U-значение (или U-фактор) является мерой теплопроводности — насколько хорошо тепло проходит между теплой стороной материала и его холодной стороной. Чем ниже значение U, тем медленнее передается тепло.

Значение R является мерой теплового сопротивления проводимости. Чем выше значение R, тем большее сопротивление теплопередаче имеет материал.

Две рейтинговые системы противоположны. Чем больше материал сопротивляется теплопередаче (высокое значение R), тем медленнее передается тепло (низкое значение U). Материал, который не сопротивляется теплопередаче (низкое значение R), очень хорошо проводит тепло (высокое значение U). На самом деле U-значение материала — это то, что математики называют обратной величиной его R-значения, и наоборот.

Преобразование значения U в значение R и обратно

Формула преобразования R-значения в U-значение: U-значение=1/R-значение. Так, если сопротивление материала теплопередаче R-2,2, его рейтинг проводимости или U-значение составляет 1, деленное на 10 (1/10), или U-0,45. Это типичное значение U для теплового окна с двойным остеклением или окна с одинарным остеклением и штормовым окном.

Значение U обычно используется в рейтинговых окнах. Значение U окна представляет собой среднее значение измерений, проведенных в нескольких точках окна. Преобразование их в более легкое для понимания значение R — это в основном тот же процесс, что и преобразование значения R в значение U. R-значение = 1/U-значение. Таким образом, оконное стекло с рейтингом U-0,45 имеет значение R 1/0,45 или R-2,2. Сравните это с R-13, требуемым для стен дома Энергетическим кодексом штата Небраска, и вы увидите, что окно представляет собой значительную дыру в изоляции вашей стены.

Американские и европейские (метрические) значения U

Чтобы сделать ситуацию еще более запутанной, на самом деле есть два широко используемых рейтинга U-значения: англо-американский рейтинг и европейский или метрический рейтинг, также называемый K-значением или K-фактором. Когда вы смотрите на U-значения, вам нужно знать, является ли это английским/американским U-значением или европейским рейтингом. Как правило, рейтинг США будет указан на этикетках окон в форме «значение U (США / I-P)», что отличает его от метрического фактора.

Значение R используется в основном в США и Канаде. Остальной мир использует европейское значение U, за исключением Великобритании, где используется английское значение U. Европейский рейтинг U (основанный на метрах и градусах Кельвина) не является обратной величиной американского значения R материала (основанного на футах и ​​градусах Фаренгейта). Чтобы получить метрическое значение U материала, разделите 1 на его значение R, а затем умножьте результат на 5,682. Чтобы преобразовать метрическое значение U в американское значение U, умножьте значение R на 0,176, а затем разделите 1 на результат.

Будет ли реальная R-ценность, пожалуйста, встанет?

Чтобы чрезвычайно усложнить решения об изоляционных материалах, существует не одно значение R, а несколько. Каждый из них передает полезную информацию, но может возникнуть путаница, если вы не знаете, о каком R-значении сообщается.

Центр полости R-значение

Сообщаемый рейтинг R-значения для изоляционного материала оценивает только изоляционный материал. 4-дюймовый войлок с рейтингом R-13 указывает только сопротивление самого материала войлока. Он не оценивает всю стену, в которой установлен войлок. Этот рейтинг обычно называют рейтингом «центра полости». Когда вы видите R-13, напечатанный на обратной стороне стекловолоконной плиты, это означает, что это центр его полости, и, вероятно, его эффективность в вашей стене после установки будет выше, чем его фактическая производительность. отображать это значение R на своих материалах в соответствии с федеральным законом.

Коэффициент теплопередачи Clear Wall

Более точный способ измерения тепловых потерь заключается в установке материала в стену, а затем измерении теплового сопротивления стены, включая необходимые элементы каркаса (но не окна, углы или стыки на крышах, фундаменте и полах). Это значение R «Clear-Wall», и оно почти всегда ниже, чем рейтинг центра полости, потому что он включает в измерения такие вещи, как элементы деревянного каркаса, а элементы деревянного каркаса обычно не так изолируют, как специальная изоляция. материалов, таких как стекловолокно или целлюлоза. (см. схему в основной статье).

Значение R для всей стены

В недавнем исследовании рейтингов изоляции стен Окриджская национальная лаборатория (ORNL) разработала более точный рейтинг: рейтинг «Вся стена». Согласно исследованию, измерения теплового сопротивления «Чистая стена» и «Центр полости» вводят в заблуждение, поскольку они не учитывают все возможные «тепловые шорты» или «мостики» материала каркаса через изоляцию. Короткое замыкание или перемычка — это просто место в стене, где изоляция прерывается другими материалами. Шпилька в обычной стене короткая, как и зазор, оставленный для электрической коробки.

Oak Ridge предлагает рейтинг R-значения для всей непрозрачной стены (не включая окна и двери) для измерения тепловых характеристик не только изоляции и конструктивных элементов, но также эффектов их установки и типичных деталей интерфейса стены, таких как пересечения. с другими стенами, полами, фундаментами и окнами. Стандарт также учитывает ранее игнорируемые факторы, такие как влагостойкость (изоляционные свойства некоторых материалов во влажном состоянии могут значительно ухудшиться), тепловая масса и сопротивление воздухопереносу (тепло перемещается вместе с воздухом) изоляционных материалов.

Результаты были неожиданными и даже пугающими. Лабораторные исследования обнаружили большие различия между заявленными показателями изоляции и ее фактическими тепловыми характеристиками в стене. Материалы могут терять до половины своего номинального значения теплопроводности при установке в типовую стену. Лучшие показатели показали утепленные железобетонные формы и конструкционные утепленные панели (СИП). Было обнаружено, что 4-дюймовая стена SIP более эффективно блокирует теплопередачу, чем 6-дюймовая обычная стена с каркасом из стоек, и обеспечивает в 15 раз меньшую инфильтрацию воздуха. Наихудшими показателями были войлочные материалы, особенно войлок из стекловолокна. Даже очень тщательная установка этих материалов оставляет небольшие зазоры и пустоты, через которые уходит тепло, что резко снижает эффективное значение R материала.

Чтобы прочитать краткое изложение отчета об исследовании, перейдите на веб-сайт ORNL Building Envelope Research. Чтобы рассчитать R-коэффициент теплоизоляции в вашем доме, используйте Калькулятор тепловых характеристик стены ORNL. Результаты, вероятно, вас удивят.

В любом случае, теперь мы познакомились с U-значениями и R-значениями и лучше понимаем, почему подрядчики по теплоизоляции проводят значительную часть года в терапии.

Мы ничего не можем сделать, чтобы остановить движение воздуха и тепла вместе с ним. Все, что мы можем сделать, это замедлить его. Мы делаем это, создавая барьер между горячими и холодными объектами, чтобы передача занимала больше времени. Этот барьер является изоляцией.

Конверт здания

Независимо от формы или размера вашего дома, с точки зрения ученого-эколога, это просто коробка, состоящая из крыши, пола и стен. Эта коробка отделяет нас от внешней среды. Он защищает от ветра, дождя, жуков и тварей. Это также наша основная линия защиты от слишком жаркого или слишком холодного климата. Инженеры-экологи называют коробку «оболочкой здания».

Большинству людей наиболее комфортно, когда температура воздуха вокруг них составляет около 70 ° F, а влажность составляет около 40%. Чтобы поддерживать эту среду в наших домах, мы добавляем тепло (а иногда и влажность) в коробку зимой и извлекаем тепло и влажность с помощью кондиционера летом.

Когда мы делаем это, мы создаем тепловой дисбаланс. Добавление тепла в наш дом зимой означает, что внутри оболочки здания теплее, чем снаружи. Природа не терпит теплового дисбаланса и начинает искать способы восстановить баланс. Внутреннее тепло изо всех сил пытается выйти наружу, где есть холодный воздух, который можно согреть. Чтобы выйти наружу, он должен пройти через ограждающие конструкции здания. Здесь мы пытаемся его заблокировать.

Это соревнование, в котором мы не можем победить. Тепло всегда находит выход — в конце концов. Лучшее, что мы можем сделать, это партизанские отсрочки. Мы можем так усложнить выход, что это займет много времени. И это цель изоляции и других мер по защите от атмосферных воздействий — не удерживать тепло от прохождения через оболочку здания, а увеличивать его продолжительность.

Чем дольше мы можем удерживать тепло внутри ограждающих конструкций, тем реже нам приходится добавлять тепло. Чем реже нам приходится добавлять тепло, тем больше денег мы экономим и тем меньше загрязняем окружающую среду. Зимой без теплоизоляции наши дома могут терять все свое тепло до семи раз в час. С адекватной изоляцией и защитой от атмосферных воздействий мы можем сократить это время до одного раза в три часа. Это очень существенная разница, которая сэкономит вам много денег и уменьшит ваше влияние на глобальное потепление.

Как движется тепло

Тепло может передаваться через ограждающие конструкции здания тремя способами: конвекцией, теплопроводностью и (в гораздо меньшей степени в нашей местности) излучением.

Конвекция является звездным игроком. Он играет роль почти во всех тепловых потоках в ваш дом и из него. Конвекционные потоки перемещают воздух в ваш дом и из него через щели в стенах и крыше, а также вокруг окон и дверей. Тепло и холод смешиваются с движущимся воздухом. Горячий воздух, выходящий из вашего дома, уносит тепло из вашего дома, а холодный воздух, просачивающийся в ваш дом, должен быть нагрет.

Конвекция также переносит тепло через стены и крышу здания. Проводимость и излучение также играют роль, но основной движущей силой является конвекция. Если конвекцию можно замедлить, ваши теплопотери резко сократятся, а основная цель большей части изоляции — уменьшить конвекцию.

Атмосферная конвекция: утечки воздуха и теплопередача

Тепло и холод в сочетании с потоком воздуха. Если вы открываете дверь зимой, горячий воздух выходит через верхнюю часть двери, а холодный – через нижнюю. Произошел теплообмен — инфильтрация холодного воздуха и эксфильтрация теплого воздуха. Тот же эффект возникает, когда в ваших стенах есть утечки воздуха. Воздух проходит даже через очень маленькие пустоты в настенных покрытиях и через щели, которые могут быть оставлены вокруг окон и дверей или там, где встречаются разные материалы.

Различные материалы расширяются и сжимаются с разной скоростью в ответ на изменения температуры и влажности. Стык, где встречаются два разных материала, всегда представляет собой проблему атмосферостойкости. Даже если стык изначально был хорошо запечатан, через несколько лет расширения и сжатия, вероятно, образовался зазор. Это может быть очень маленький разрыв, но каждый маленький разрыв причиняет боль. Тепло перемещается с воздушным потоком через щели в ограждающей конструкции.

Некоторое движение воздуха через оболочку здания необходимо. Вам нужно выпустить спертый воздух из дома и ввести свежий наружный воздух. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха рекомендует не менее восьми полных воздухообменов каждые 24 часа. В жилищах, которые настолько плотно запечатаны, что происходит меньше минимального обмена, необходимо использовать какую-либо форму механической системы вентиляции для увеличения пассивного переноса воздуха.

Как владелец старого дома, у вас нет такой проблемы. У вас обратная проблема. У вас слишком сильный поток воздуха через стены и крышу. Старые дома могут допускать до 168 полных воздухообменов каждый день.

Каждый воздухообмен означает, что весь нагретый воздух в доме вышел наружу, а вместо него в дом пришел холодный наружный воздух, и все это необходимо нагреть или охладить в зависимости от времени года. До 40% потерь тепла происходит через воздух.

Контроль и минимизация этого переноса — это работа по «защите от атмосферных воздействий» — процессу герметизации трещин, зазоров и дыр (особенно вокруг дверей, окон, труб и проводки) с помощью герметика и уплотнения, а также замены сквозняков дверей и окон или их защиты от атмосферных воздействий.

Но шумоизоляция тоже играет роль. Некоторые виды изоляции, особенно пенопласт и целлюлоза, хорошо находят и герметизируют небольшие пустоты и трещины. Эти типы изоляции пропускают очень мало воздуха, и хотя они не заменяют хорошую программу защиты от атмосферных воздействий, они вносят значительный вклад в ее успех.

Конвекция внутри ваших стен: тепловой конвейер

Инфильтрация и эксфильтрация воздуха, однако, не являются единственным способом передачи тепла в дом и из него посредством конвекции. Большая часть теплопередачи через неизолированную стену происходит за счет воздушной конвекции, которая создает конвейерную ленту воздуха внутри вашей стены, которая очень эффективно перемещает тепло от теплой стороны стены к холодной стороне. Вот как это работает:

Допустим, зима. Вы наливаете тепло в свой дом, чтобы согреться. В вашем доме жаркие 75°. Таким образом, внутренний гипсокартон или штукатурка в полости стойки приятны и теплы. На улице 35°. Наружная обшивка и обшивка, закрывающая полость стены, очень холодная.

Самый большой тепловой разрыв в ваших стенах — это ваши окна.

С точки зрения инженера по теплоизоляции, окна — это дыры в стене, через которые уходит много тепла, независимо от того, насколько герметична и хорошо изолирована остальная часть стены. К сожалению, с этим мало что можно сделать.

Виной всему стекло. Стекло — ужасный изолятор. И окна в основном стеклянные. Одиночное стекло имеет коэффициент изоляции чуть меньше R-1. Добавление штормового окна улучшает это до R-2.2.

Тепловые окна с тройным стеклом, с использованием всех новейших технологий, включая заполнение газом аргона или криптона, покрытия с низким коэффициентом излучения (low-E) и тщательную герметизацию, могут в лучшем случае достигать R-7,5. Но многие из этих технологий являются временными. (низкоэмиссионные покрытия со временем разрушаются, теряя свою эффективность, а газовые наполнители в конечном итоге вытекают.) И R-7,5 все еще далек от минимального R-19.что должно быть в ваших стенах.

Мы когда-нибудь получим R-19 в окнах? Вероятно. В разработке находятся технологии почти научной фантастики, космической эры, но они еще не готовы к прайм-тайму.

Чтобы узнать больше об изоляции и ваших старых окнах, см. «Ваши старые окна».

Воздух рядом с внутренней стеной получает немного тепла от теплого внутреннего гипсокартона и, как и любой теплый воздух, начинает подниматься вверх. Поднимаясь, он продолжает отбирать тепло с теплой стороны стены. Когда он достигает верхней части полости шипа, он больше не может подняться. Но внизу есть более теплый воздух, который продолжает подниматься вверх, отталкивая наш маленький пакет воздуха, прижимая его к этой морозной внешней стороне стены. Как только он касается наружной стены, он начинает отдавать тепло, становясь холоднее.

Холодный воздух тяжелее теплого, поэтому он начинает падать. Падая, он отдает еще больше тепла холодной внешней поверхности полости стенки, становясь все холоднее и холоднее. В нижней части полости для стоек он останавливается и был бы рад остаться там навсегда, но над ним тяжелый столб холодного воздуха давит на него, пока он в конце концов не упирается в теплую внутреннюю сторону стены. Он снова начинает нагреваться и снова поднимается. И цикл начинается заново.

Это тепловой конвейер. Это происходит внутри каждой неизолированной полости стены. Чем больше разница температур между теплой стороной стены и холодной стороной, тем быстрее циркулирует воздух. Эта циркуляция является теплообменником — и, к сожалению, очень эффективным теплообменником. Он забирает тепло с внутренней стороны стены и передает его внешней стороне, которая, в свою очередь, передает его наружному воздуху.

Конвейер непрерывен, каждую минуту каждого дня круглый год, и его невозможно остановить. Летом он просто реверсирует, передавая тепло от теплой внешней стороны стены к кондиционируемой внутренней стороне. От 50% до 70% зимних потерь тепла в ваших стенах происходит именно благодаря этому конвейерному процессу.

Теплопроводность и тепловой мост

Тепло также может передаваться посредством теплопроводности — движения тепла на микроскопическом уровне от молекулы к молекуле внутри материала. Когда атом нагревается, его электроны движутся быстрее, что приводит к возбуждению электронов соседних атомов, поэтому они движутся быстрее. Они, в свою очередь, возбуждают еще больше электронов, и процесс распространяется. Так тепло переходит от одного атома к другому. Некоторые материалы, как и большинство металлов, являются хорошими проводниками тепла. Нагрейте один конец металлического стержня пропановой горелкой, и очень быстро другой конец станет горячим.

Большинство газов, включая воздух, являются плохими проводниками. Воздух в полости вашей стены — плохой проводник тепла. И когда его заменяют подходящим изоляционным материалом, конвекция замедляется, полость в стене становится эффективным барьером для теплопередачи. Но воздух — не единственный материал в ваших стенах. Существует также деревянный каркас стены. Деревянный каркас проникает сквозь стену снаружи внутрь, создавая так называемый «тепловой мост», по которому тепло может проходить посредством теплопроводности.

Древесина (которая плотнее воздуха и содержит воду — очень хороший проводник тепла) проводит тепло лучше, чем воздух, и намного лучше, чем большинство изоляционных материалов. Значение R сосны, пихты и ели, используемых в каркасе стен, составляет около 1,25 на дюйм. Сравните это с 3,6 на дюйм для сухого неподвижного воздуха, 3,85 на дюйм для плотной целлюлозы и 6,25 на дюйм для пенопласта с закрытыми порами. Другие материалы еще менее устойчивы к теплопередаче. Стальные шпильки, например, являются очень хорошими проводниками тепла. К счастью, они редко используются в жилом строительстве для наружных стен.

Чтобы свести к минимуму тепловые мосты, мы должны уменьшить количество элементов каркаса до минимума. Конечно, этому есть предел. Если вы уменьшите каркас слишком сильно, ваш дом может рухнуть. Но многое можно сделать. Например, расстановка стоек от 16 дюймов в центре до 24 дюймов в центре обеспечивает такие же прочные стены, но с меньшим количеством тепловых мостов. Использование меньшего количества пиломатериалов для каркаса также полезно для окружающей среды, поскольку требует уничтожения меньшего количества деревьев. Он также требует меньше труда, поэтому стоит немного меньше, чем традиционное обрамление.

Методы каркаса, используемые для сокращения использования пиломатериалов, были разработаны инженерами-строителями за последние 20 лет при спонсорской поддержке Министерства энергетики и жилищного строительства и городского развития (HUD). Все вместе они называются Optimum Value Engineering или OVE.

OVE использует инженерные принципы, чтобы свести к минимуму использование пиломатериалов при соблюдении требований к структурным характеристикам строительных норм и правил. (1) Это уменьшает количество элементов каркаса (2) устраняет карманы в каркасе, особенно в углах и пересечениях стен, которые невозможно эффективно изолировать, и (3) уменьшает количество элементов каркаса, которые полностью проходят через стену.

В новом строительстве или при надстройке, если мы не используем конструкцию из структурно-изолированных панелей (SIP) (которую мы предпочитаем), то мы используем методы OVE во всех наших стенах и каркасах крыш.

В вашем старом доме, построенном традиционным способом с использованием большого количества пиломатериалов, эти методы менее полезны. Но исследования, которые привели к разработке стандартов OVE, многое рассказали нам о том, где в традиционных стенах могут возникнуть проблемы с изоляцией.

Например, мы уделяем особое внимание углам и местам, где внутренние стены встречаются с внешними стенами, а также всем углам. Это особые проблемные места для установки эффективной изоляции.

Радиация

Тепло, как и свет, может перемещаться в виде электромагнитных волн. Это волны инфракрасного спектра. Мы не можем их видеть, но мы можем чувствовать их как тепловые волны. Подобно свету, им не нужен материал для движения.