Нагрузка от веса утеплителя и внутренней подшивки

Чердачные помещения крыш можно разделить на два вида: нежилые и жилые. В нежилых (холодных) чердаках утепляют только перекрытие, разделяющее дом и чердачное помещение. В жилых чердаках — мансардах, использующихся круглый год, утепляют скаты крыши, боковые стены и часть перекрытия. Таким образом, к нагрузкам, воздействующим на стропильную систему, добавляются вес утеплителя и внутренней обшивки.

Для внутренней отделки мансард (рис. 1) используются несколько типов обшивок: гипсокартоном, фанерой, деревянной вагонкой или панелями МДФ. В зависимости от типа применяемого материала меняется и вес обшивки, воздействующий на стропильную систему. Напомним, что объемный вес гипсокартона при влажности не более 1% — 850 кг/м³. Для расчета нагрузки от веса обшивки нужно умножить объемный вес материала на толщину предполагаемой обшивки. Например, мансарда будет подшиваться изнутри влагостойкими гипсокартонными листами (ГКЛВ) толщиной 12,5 мм (0,0125 м), тогда вес 1 м² обшивки будет равен 850 кг/м³ ×0,0125 м = 10,6 кг/м².

рис. 1. Утепленный чердак — мансарда

Для различных регионов строительства, отличающихся температурой наружного воздуха, толщина утеплителя, закладываемого в конструкцию крыши, будет различаться. В районах с высокой температурой наружного воздуха толщина утеплителя нужна меньше, в районах с низкими температурами — больше. От вида утеплителя, а как следствие, от его объемной массы и толщины, зависит какая дополнительная нагрузка будет воздействовать на стропильную систему.

Толщина утеплителя находится как произведение нормируемого теплового сопротивления ограждающей конструкции на коэффициент теплопроводности утеплителя. Т = R×λ, где Т — расчетная толщина утеплителя, (м); R — нормируемое для данного региона строительства тепловое сопротивление строительной конструкции (стены или покрытия/перекрытия), (м²×°С/Вт); λ – коэффициент теплопроводности утеплителя, (Вт/м×°С), принимается по таблице СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» или по техническим характеристикам фирмы-изготовителя материала.

Для утепления мансардных помещений рекомендуются утеплители с коэффициентом теплопроводности не более 0,04 Вт/м×°С. Нормируемое теплосопротивление фронтонов стен и покрытия принимаем по карте, изображенной на рисунке 2

рис. 2. Карта-схема нормируемого теплового сопротивления для различных регионов строительства

Полный расчет утепления кровли проводится по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» (rar 5,7 MB), где определяется толщина утеплителя, учитывается затухание температуры в конструкции в зависимости от температурных колебаний наружного воздуха и режима отопления, учитывается влажность воздуха и не допускается появление температуры точки росы на поверхности и внутри конструкций. В нем проводится расчет тепловой устойчивости ограждающих конструкций. Провести полный теплорасчет сложно и лучше обратиться к специалистам.

Ниже приведена упрощенная схема расчета утеплителя, не учитывающая теплосопротивление материала внутренней обшивки, кровли и воздушной прослойки, а при расчете утепления боковых фронтонов — материала стены. Тем не не менее, для скатов крыши полученная в результате упрошенного расчета толщина утеплителя будет примерно такой, какая требуется, даже чуть больше.

Зная требуемую толщину утеплителя и его объемный вес, нетрудно рассчитать, какая дополнительная нагрузка будет действовать на стропильную систему от веса утеплителя. Например, предположим, что утепляем скатную крышу в Подмосковье утеплителем URSA М-20. Нормированное сопротивление покрытий для Москвы равно 4,7 м²×°С/Вт, теплопроводность утеплителя (по техническим характеристикам) URSA М-20 равна 0,038 Вт/м×°С. Таким образом, толщина утеплителя получится Т = 4,7×0,038 = 0,179 м = 18 см. В технических характеристиках утеплителя находим его плотность — 18–21 кг/м³. Выбираем наиболее худший показатель — 21 кг/м³ и находим вес одного квадратного метра 21×0,18 = 3,8 кг/м².

Необходимо отметить, что не все утеплители, обладающие коэффициентом теплопроводности близким к 0, 04 Вт/м×°С, имеют столь низкий вес, которым, в общем-то можно было бы и пренебречь, некоторые из них достаточно тяжелы и не учитывать дополнительное давление на стропила от веса утеплителя неразумно.

РАСЧЕТНЫЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

РАСЧЕТНЫЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Материал	Характеристики материалов в сухом состоянии			Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации по СНиП 23-02)
	плот ность ρо,кг/м³	удельная теплоем кость Со,кДж/(кг°С)	коэффи циент тепло провод ности λо,Вт/(м°С)	массового отношения влаги в материале ω,%		теплопро- водности λ,Вт/(м°С)		тепло усвоения (при периоде 24 ч) S,Вт/(м²°С)		паропро ницаемо сти μ,мг/(м×ч×Па)
	плот ность ρо,кг/м³	удельная теплоем кость Со,кДж/(кг°С)	коэффи циент тепло провод ности λо,Вт/(м°С)	А	Б	А	Б	А	Б	А,Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
А. Полимерные
1.Пенополистирол	150	1,34	0,05	1	5	0,052	0,06	0,89	0,99	0,05
2. То же	100	1,34	0,041	2	10	0,041	0,052	0,65	0,82	0,05
3.Пенополистирол (ГОСТ15588)	40	1,34	0,037	2	10	0,041	0,05	0,41	0,49	0,05
4.Пенополистирол ОАО «СП Радослав»	18	1,34	0,042	2	10	0,042	0,043	0,28	0,32	0,02
5. То же	24	1,34	0,04	2	10	0,04	0,041	0,32	0,36	0,02
6.Экструдированный пенополистирол «Стиродур» 2500С	25	1,34	0,029	2	10	0,031	0,031	0,28	0,31	0,013
7. То же, 2800С	28	1,34	0,029	2	10	0,031	0,031	0,30	0,33	0,013
8. То же, 3035С	33	1,34	0,029	2	10	0,031	0,031	0,32	0.36	0,013
9. То же, 4000С	35	1,34	0,030	2	10	0,031	0,031	0,34	0.37	0.005
10. То же, 5000С	45	1.34	0,030	2	10	0,031	0.031	0.38	0,42	0.005
11.Пенополистирол «Стиропор» S15	15	1,34	0,039	2	10	0,040	0,044	0,25	0,29	0,035
12. То же, PS20	20	1,34	0,037	2	10	0,038	0,042	0.28	0,33	0,030
13. То же, PS30	30	1,34	0,035	2	10	0,036	0,040	0,33	0,39	0,030
14.Экструдированный пенополистирол «Стайрофоам»	28	1,45	0,029	2	10	0,030	0,031	0,31	0,34	0,006
15. То же, «Руфмат»	32	1,45	0.028	2	10	0,029	0,029	0,32	0,36	0,006
16. То же, «Руфмат А»	32	1,45	0,030	2	10	0,032	0,032	0.34	0,37	0,006
17. То же, «Флурмат 500»	38	1,45	0,027	2	10	0,028	0,028	0,34	0,38	0,006
18. То же, «Флурмат 500А»	38	1,45	0.030	2	10	0,032	0,032	0,37	0,41	0,006
19. То же, «Флурмат 200»	25	1,45	0,028	2	10	0,029	0,029	0,28	0,31	0,006
20. То же, «Флурмат 200А»	25	1,45	0,029	2	10	0,031	0,031	0,29	0,32	0,006
21.Пенопласт ПХВ-1 и ПВ1	125	1,26	0,052	2	10	0,06	0,064	0,86	0,99	0,23
22. То же	100 и менее	1,26	0,041	2	10	0,05	0,052	0,68	0,8	0,23
23. Пенополиуретан	80	1,47	0,041	2	5	0,05	0,05	0,67	0,7	0,05
24. То же	60	1,47	0,035	2	5	0,041	0,041	0,53	0,55	0,05
25. То же	40	1,47	0,029	2	5	0,04	0,04	0,4	0,42	0,05
26. Плиты из резольно-фенолформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916)	90	1,68	0,045	5	20	0,053	0,073	0,81	1,10	0,15
27. То же	80	1,68	0,044	5	20	0,051	0,071	0,75	1,02	0,23
28. То же	50	1,68	0,041	5	20	0,045	0,064	0,56	0,77	0,23
29. Перлитопластбетон	200	1,05	0,041	2	3	0,052	0,06	0,93	1,01	0,008
30. То же	100	1,05	0,035	2	3	0,041	0,05	0,58	0,66	0,008
31. Перлитофосфогелевые изделия	300	1,05	0,076	3	12	0,08	0,12	1,43	2,02	0,2
32. То же	200	1,05	0,064	3	12	0,07	0,09	1,1	1,43	0,23
33. Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука «Аэрофлекс»	80	1,806	0,034	5	15	0,04	0,054	0,65	0,71	0,003
34. То же, «К флекс»: ЕС ST EСО	60-80 60-80 60-95	1.806 1,806 1,806	0,039 0,039 0,041	0 0 0	0 0 0	0,039 0,039 0,041	0,039 0,039 0,041	0,6 0,6 0,65	0,6 0,6 0,65	0,010 0,009 0,010
35. Экструзионный пенополистирол «Пеноплэкс», тип 35	35	1,65	0,028	2	3	0,029	0,030	0,36	0,37	0,018
36. То же. тип 45	45	1,53	0,030	2	3	0,031	0,032	0,40	0,42	0,015
Б. Минераловатные (ГОСТ 4640), стекловолокнистые, пеностекло, газостекло
37. Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880)	125	0,84	0,044	2	5	0,064	0,07	0,73	0,82	0,30
38. То же	100	0,84	0,044	2	5	0,061	0,067	0.64	0,72	0,49
39. То же	75	0,84	0,046	2	5	0,058	0,064	0,54	0.61	0,49
40. Маты минераловатные на синтетическом связующем (ГОСТ 9573)	225	0,84	0,054	2	5	0,072	0,082	1,04	1,19	0,49
41. То же	175	0,84	0.052	2	5	0,066	0,076	0,88	1,01	0,49
42. То же	125	0,84	0,049	2	5	0,064	0,07	0,73	0,82	0,49
43. То же	75	0,84	0,047	2	5	0,058	0,064	0,54	0,61	0,53
44. Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573, ГОСТ 10140, ГОСТ 22950)	250	0,84	0,058	2	5	0,082	0,085	1,17	1,28	0,41
45. То же	225	0,84	0,058	2	5	0,079	0,084	1,09	1,20	0,41
46. То же	200	0,84	0,056	2	5	0,076	0,08	1,01	1,11	0,49
47. То же	150	0,84	0,050	2	5	0,068	0,073	0,83	0,92	0,49
48. То же	125	0,84	0,049	2	5	0,064	0,069	0,73	0,81	0,49
49. То же	100	0,84	0,044	2	5	0,06	0,065	0,64	0,71	0,56
50. То же	75	0,84	0,046	2	5	0,056	0,063	0,53	0,60	0,6
51. Плиты минераловатные ЗАО «Минеральная вата»	180	0,84	0,038	2	5	0,045	0,048	0,74	0,81	0,3
52. То же	140-175	0,84	0,037	2	5	0,043	0,046	0,68	0,75	0,31
53. То же	80-125	0,84	0,036	2	5	0,042	0,045	0.53	0.59	0,32
54. То же	40-60	0,84	0.035	2	5	0,041	0,044	0.37	0.41	0,35
55. То же	25-50	0,84	0,036	2	5	0,042	0,045	0,31	0,35	0,37
56. Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем	200	0,84	0,064	1	2	0,07	0,076	0,94	1,01	0,45
57. Плиты полужесткие минераловатные на крахмальном связующем	200	0,84	0,07	2	5	0,076	0,08	1,01	1,11	0,38
58. То же	125	0,84	0,056	2	5	0.06	0,064	0,70	0,78	0,38
59. Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499)	45	0,84	0,047	2	5	0,06	0,064	0,44	0,5	0,6
60. Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные	150	0,84	0,061	2	5	0,064	0,07	0,8	0,9	0,53
61. Маты из стеклянного штапельного волокна «URSA»	25	0,84	0,04	2	5	0,043	0,05	0,27	0,31	0,61
62. То же	17	0,84	0,044	2	5	0,046	0,053	0,23	0,26	0,66
63. То же	15	0,84	0,046	2	5	0,048	0,053	0,22	0,25	0,68
64. То же	11	0,84	0,048	2	5	0,05	0,055	0,19	0,22	0,7
65. Плиты из стеклянного штапельного волокна «URSA»	85	0,84	0,044	2	5	0,046	0,05	0,51	0,57	0,5
66. То же	75	0,84	0,04	2	5	0,042	0,047	0,46	0,52	0,5
67. То же	60	0,84	0,038	2	5	0,04	0,045	0,4	0,45	0,51
68. То же	45	0,84	0,039	2	5	0,041	0,045	0,35	0,39	0,51
69. То же	35	0,84	0,039	2	5	0,041	0,046	0,31	0,35	0,52
70. То же	30	0,84	0,04	2	5	0,042	0,046	0,29	0,32	0,52
71. То же	20	0,84	0,04	2	5	0,043	0,048	0,24	0,27	0,53
72. То же	17 .	0,84	0,044	2	5	0,047	0,053	0,23	0,26	0,54
73. То же	15	0,84	0,046	2	5	0,049	0,055	0,22	0,25	0,55
74. Пеностекло или газостекло	400	0,84	0,11	1	2	0,12	0,14	1,76	1,94	0,02
75. То же	300	0.84	0,09	1	2	0,11	0,12	1,46	1,56	0,02
76. То же	200	0,84	0,07	1	2	0,08	0,09	1,01	1,1	0,03
В. Плиты из природных органических и неорганических материалов
77. Плиты древесноволокнистые и древесностружечные (ГОСТ 4598, ГОСТ 8904, ГОСТ 10632)	1000	2,3	0,15	10	12	0,23	0,29	6,75	7,7	0,12
78. То же	800	2,3	0,13	10	12	0,19	0,23	5,49	6,13	0,12
79. То же	600	2,3	0,11	10	12	0,13	0,16	3,93	4,43	0,13
80. То же	400	2,3	0,08	10	12	0,11	0,13	2,95	3,26	0,19
81. То же	200	2,3	0,06	10	12	0,07	0,08	1,67	1,81	0,24
82. Плиты фибролитовые и арболит (ГОСТ 19222) на портландцементе	500	2,3	0,095	10	15	0,15	0,19	3,86	4,50	0,11
83. То же	450	2,3	0,09	10	15	0,135	0,17	3,47	4,04	0,11
84. То же	400	2,3	0,08	10	15	0,13	0,16	3,21	3,70	0,26
85. Плиты камышитовые	300	2,3	0,07	10	15	0,09	0,14	2,31	2,99	0,45
86. То же	200	2,3	0,06	10	15	0,07	0,09	1,67	1,96	0,49
87. Плиты торфяные теплоизоляционные	300	2,3	0,064	15	20	0,07	0,08	2,12	2,34	0,19
88. То же	200	2,3	0,052	15	20	0,06	0,064	1,6	1,71	0,49
89. Пакля	150	2,3	0,05	7	12	0,06	0,07	1,3	1,47	0,49
90. Плиты из гипса (ГОСТ 6428)	1350	0,84	0,35	4	6	0,50	0,56	7,04	7,76	0,098
91. То же	1100	0,84	0,23	4	6	0,35	0,41	5,32	5,99	0,11
92. Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) (ГОСТ 6266)	1050	0,84	0,15	4	6	0,34	0,36	5,12	5,48	0,075
93. То же	800	0,84	0,15	4	6	0,19	0,21	3,34	3,66	0,075
94. Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136)	300	1,68	0,087	1	2	0,09	0,099	1,84	1,95	0,04
95. То же	250	1,68	0,082	1	2	0,085	0,099	1,53	1,64	0,04
96. То же	225	1,68	0,079	1	2	0,082	0,094	1,39	1,47	0,04
97. То же	200	1,68	0,076	1	2	0.078	0,09	1,23	1,32	0.04
Г. Засыпки
98. Гравий керамзитовый (ГОСТ 9757)	600	0,84	0,14	2	3	0,17	0,19	2,62	2,83	0,23
99. То же	500	0,84	0,14	2	3	0,15	0,165	2,25	2,41	0,23
100. То же	450	0,84	0,13	2	3	0,14	0,155	2,06	2,22	0,235
101. То же	400	0,84	0,12	2	3	0,13	0,145	1,87	2,02	0,24
102. То же	350	0,84	0,115	2	3	0,125	0,14	1,72	1,86	0,245
103. То же	300	0,84	0,108	2	3	0,12	0,13	1,56	1,66	0,25
104. То же	250	0,84	0,099	2	3	0,11	0,12	1,22	1,3	0,26
105. Гравий шунгизитовый (ГОСТ 9757)	700	0,84	0,16	2	4	0.18	0,21	2,91	3,29	0,21
106. То же	600	0,84	0,13	2	4	0,16	0,19	2,54	2,89	0,22
107. То же	500	0,84	0,12	2	4	0,15	0,175	2,25	2,54	0,22
108. То же	450	0,84	0,11	2	4	0,14	0,16	2,06	2,30	0,22
109. То же	400	0,84	0,11	2	4	0,13	0,15	1,87	2,10	0,23
110. Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578)	1000	0,84	0,21	2	3	0,24	0,31	4,02	4,67	0,21
111. Щебень шлакопемзовый и аглопоритовый (ГОСТ 9757)	900	0,84	0,19	2	3	0,23	0,3	3,73	4,36	0,21
112. То же	800	0,84	0.18	2	3	0,21	0,26	3,36	3,83	0,21
113. То же	700	0,84	0,16	2	3	0,19	0,23	2,99	3,37	0,22
114. То же	600	0,84	0,15	2	3	0,18	0,21	2,7	2,98	0,23
115. То же	500	0,84	0,14	2	3	0,16	0,19	2,32	2,59	0,23
116. То же	450	0,84	0,13	2	3	0,15	0,17	2,13	2,32	0,24
117. То же	400	0,84	0,122	2	3	0,14	0,16	1,94	2,12	0,24
118. Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832)	500	0,84	0,09	1	2	0,1	0,11	1,79	1,92	0,26
119. То же	400	0,84	0,076	1	2	0,087	0,095	1,5	1,6	0,3
120. То же	350	0,84	0,07	1	2	0,081	0,085	1,35	1,42	0,3
121. То же	300	0,84	0.064	1	2	0,076	0,08	0,99	1,04	0,34
122. Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865)	200	0,84	0,065	1	3	0,08	0,095	1,01	1,16	0,23
123. То же	150	0,84	0,060	1	3	0,074	0,098	0,84	1,02	0,26
124. То же	100	0,84	0,055	1	3	0,067	0,08	0,66	0,75	0,3
125. Песок для строительных работ (ГОСТ 8736)	1600	0,84	0,35	1	2	0,47	0,58	6,95	7,91	0,17