Экономия энергии - это уже не мода, а необходимость. Рост цен на энергоносители и сокращение выбросов углекислого газа заставляет заботиться о проблемах теплоизоляции. Количество теплопотерь через ограждающие конструкции зависит не только от их толщины, но и от материалов, из которых они изготовлены. Для расчёта этих потерь при проектировании зданий инженеры используют таблицу теплопроводности материалов и утеплителей.
Перед покупкой утеплителя нужно знать, каковы будут потери от того, или иного утеплителя
Проблемы утепления
В нашей стране строители вынуждены бороться с низкими температурами, холодными ветрами, высокой влажностью и другими неблагоприятными погодными условиями. Для комфортной работы и жизни требуются здания с хорошим климатом в помещениях, не зависящим от времени года. Сейчас невозможно массовое строительство стен из кирпича или камня метровой толщиной, потому что это будет недёшево и вряд ли найдётся достаточно покупателей на такие тяжёлые и дорогие здания. Лучший способ сохранить тепло в зимнее время и не впустить его в летнее - использовать в строительстве современные теплоизоляционные и ограждающие материалы.
Устройство тёплых стен было бы несложной задачей, если бы существовал материал твёрдый как камень, тёплый как пух и дешёвый как воздух. Но чудес не бывает, поэтому современные ограждающие конструкции представляют собой пирог из оболочек: одни ограничивают утечку воздуха, другие защищают от погодных условий, третьи держат нагрузку. Задача эффективно предотвращать передачу тепла через них решается созданием теплоизоляционного слоя.
В этом видео вы узнаете, какой утеплитель лучше:
Главный вопрос устройства такого барьера заключается в правильном выборе материала для него. Утеплитель должен удовлетворять требованиям технологий монтажа, строительным нормам, проектной стоимости и соответствующим показателям таблицы коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов. В качестве строительных теплоизоляторов сейчас широко применяются:
- пенополимеры с открытыми и закрытыми порами;
- минеральные ваты из шлака, стекла или камня.
Перечисленные материалы производятся в большом разнообразии свойств и по различным технологиям, в качестве изделий или сырья для производства непосредственно на площадке. Это вызвано широким спектром требований при решении строительных задач, которые не ограничиваются вопросом о том, какая теплопроводность лучше. Основные качества, которыми должен обладать утеплитель, можно свести к следующему перечню:
- низкая и неизменная в течение всего срока эксплуатации теплопроводность;
- стойкость к заданным влажностным и температурным режимам;
- нейтральность по отношению к изолируемым объектам;
- устойчивость к температурным деформациям;
- прогнозируемость жизненного цикла (утеплителя он не должен быть ниже, чем у изолируемого объекта);
- технологичность для применения в конкретном случае.
Ориентиром для выбора утеплителя по его изоляционным свойствам и для определения его количества служат таблицы теплоизоляционных материалов.
Физика теплообмена
Явление теплообмена как способа передачи энергии способно произойти лишь в присутствии разницы температур. Существует три вида теплообмена в природе:
- конвекция;
- излучение;
- теплопроводность.
Конвекция осуществляется за счёт перемещения тёплых и холодных потоков в жидких и газообразных средах. Например, комнатный воздух, нагретый от контакта с горячим радиатором, благодаря расширению, становится легче и поднимается в вверх, уступая место холодному. Такой процесс будет продолжаться непрерывно, пока существует разница температур в помещении. Наблюдаемый столб дыма из трубы - хорошая иллюстрация конвективного теплообмена.
Излучение - это способ распространения тепловой энергии в виде электромагнитных волн. Все тела вокруг нас являются источниками излучения, степень и интенсивность которого зависит от их температуры. Часть излучения от тел с высокой температурой можно видеть невооружённым глазом, некоторые тела настолько слабо испускают тепло, что его можно зарегистрировать только с помощью тепловизора.
Теплопроводность происходит за счёт передачи энергии между соседними твёрдыми частицами. Нагрев или охлаждение одного участка твёрдого тела вызовет распределение тепла внутри тела до выравнивания температуры в нём. Погруженные в кипяток деревянная чайная и металлическая ложки нагреются неодинаково. Это происходит потому, что различные материалы по-разному проводят тепло. Некоторые интенсивно, а некоторые настолько плохо, что могут служить в качестве тепловых барьеров.
Коэффициент лямбда для материалов
Способность материала проводить тепло определяется коэффициентом теплопроводности и обозначается греческой буквой лямбда. Значение коэффициента соответствует количеству тепла в Ваттах, проходящему через однородный образец площадью 1 м² и толщиной 1 м при разнице температур в 1 К за одну секунду.
Чем ниже меньше эта величина, тем качественней изолятор. Значения лямбды для конкретных материалов получают с помощью специализированных тестов, позволяющих осуществлять точный замер тепла, переданный образцом конкретного материала. Этот показатель является основным для теплоизоляторов и позволяет сравнить их характеристики с целью определения применимости для тех или иных задач. Таблица коэффициентов теплопроводности утеплителей, выраженной в Вт/(м²×К), выглядит так:
Очевидно, что современные утеплители обладают довольно внушительными показателями. Для сравнения: коэффициент теплопроводности железобетона и стекла (2,5 и 1, соответственно) в десятки раз превышает любой показатель, приведённый в таблице. Это объясняется тем, что в материалах, применяемых в качестве утеплителей, используются хорошие термоизоляционные свойства воздуха и других газов с большой молекулярной массой. Почти все без исключения искусственные и природные утеплители представляет собой открыто или закрыто пористые структуры.
Широкий разбег значений, приведённых в общей таблице, объясняется тем, что сравнительные характеристики теплоизоляционных материалов одного типа могут сильно отличаться из-за технологии изготовления и производителя. Точные значения лучше уточнять для конкретной торговой марки и артикула. Это обязательно нужно учитывать при выборе утеплителя.
Способность тел и веществ передавать внутреннюю энергию, определяемую в макропроцессах термином «тепловая энергия» называется теплопроводностью. В технике и строительстве теплопроводность внешних конструкций – один из самых важных нормируемых критериев.
Формула теплопроводности (Закон Фурье), который рассмотрен ниже более подробно, связывает величину передаваемой тепловой энергии за единицу времени сквозь единицу площади через коэффициент теплопроводности, который и служит базовой характеристикой строительных конструкций по их теплоотдаче.
Теплопроводность некоторых теплоизоляционных материалов делает их непригодными для применения в строительстве дома, хотя их другие показатели вполне приемлемы. Теплопроводность смесей и композиционных материалов, применяемых для сооружения домов как правило, выше, чем у других веществ, так как это свойство учитывается при разработке их составов.
Численно определить коэффициент теплопроводности материала можно с помощью специальных приборов и методик, которые обязательны для соблюдения существующих в России архитектурных норм.
Строительные теплоизоляционные материалы и их теплопроводность
Теплопроводность конструкции есть функция не только компонентов, входящих в его состав, важную роль играет пористость утеплителя, так как воздух – хороший теплоизолятор. Теплопередача пористых материалов значительно ниже, чем у монолитных.
Сравнение спектра свойств конструкционных изделий, куда входят: прочностные характеристики, допустимые нагрузки, теплопроводность материалов и требуемых толщин для соблюдения норм по теплопроводности приводит к выводу, что для возведения качественного современного дома требуется применение теплоизоляционных материалов с высокой изолирующей способностью на единицу объёма и массы.
Отдельным направлением при создании теплоизоляционных материалов является утепление трубопроводов. Трубы значительно влияют на полезный объём жилого пространства, поэтому значительное снижение толщин их теплоизоляции, требуемое для нормального функционирования системы – одно из важных требований современного дизайна.
Свойства окружающей среды и теплопередача
Теплопередача в строительных конструкциях зависит не только от свойств теплоизоляционных материалов и разницы температур, но и от параметров окружающей среды. Чем ниже точка росы, то есть, чем меньше в воздухе воды, тем ниже его теплопроводность. При этом холодный воздух всегда имеет меньшую точку росы.
Поэтому для того, чтобы улучшить теплоизоляцию жилого пространства применяют пароизоляционные материалы, действие которых основано на принципе мембран. Они отделяют влажный воздух с одной стороны теплоизоляционных материалов, от воздуха у их поверхности, чтобы таким образом значительно уменьшить теплопроводность стенки.
Сравнение толщин теплоизоляционных материалов, требуемых для обеспечения допустимых архитектурных норм возводимого дома с использованием пароизоляции и без неё приводит к однозначному выводу об однозначной необходимости использования предлагаемых мембранных тканей вместе с теплоизоляционными в стеновых и кровельных теплоизолирующих слоях.
Теплоизоляционные материалы, применяемые для обустройства труб систем отопления и систем водоснабжения, в основном представляют собой изделия из пористых материалов с низкой теплопроводностью, имеющих на своих поверхностях сплошные плёнки, полученные при экструзии, что в свою очередь обеспечивает постоянство точки росы внутри пор. Поэтому диаметр изделий для надёжной изоляции труб бывает значительно меньше, чем требовалось бы без наличия таких поверхностей.
Таблица теплопроводности
Теплопроводность некоторых материалов приведена в Таблице ниже. Информацию по другим строительным в строительстве изделиям можно найти в справочнике.
| Материал | Коэффициент теплопроводности | Требуемая толщина | |
| 1 | Пенополистирол ПСБ-С-25 | 0,042 | 124 |
| 2 | Минеральная вата Rockwool Facade Batts | 0,046 | 135 |
| 3 | Клееный деревянных брус или дерево-массив | 0,18 | 530 |
| 4 | Керамические блоки Протерм | 0,17 | 575 |
| 5 | Газопенобетонные блоки 400 кг/м3 | 0,18 | 610 |
| 6 | Полистиролбетонные блоки 500 кг/м3 | 0,19 | 643 |
| 7 | Газобетонные блоки 600 кг/м3 | 0,29 | 981 |
| 8 | Керамзитбетонные блоки 800 кг/м3 | 0,31 | 1049 |
| 9 | Керамзитный пустотный кирпич 1000 кг/м3 | 0,52 | 1530 |
| 10 | Глиняный строительный кирпич | 0,52 | 1530 |
| 11 | Силикатный строительный кирпич | 0,76 | 2236 |
| 12 | Железобетон (ГОСТ 26633) 2500 кг/м3 | 0,87 | 2560 |
| Наименование материала | Теплопроводность, Вт/м*К | Паропроницаемость, мг/м*ч*Па | Влагопоглощение, % | Группа горючести |
| Минвата | 0,037-0,048 | 0,49-0,6 | 1,5 | НГ |
| Пенопласт | 0,036-0,041 | 0,03 | 3 | Г1-Г4 |
| ППУ | 0,023-0,035 | 0,02 | 2 | Г2 |
| Пеноизол | 0,028-0,034 | 0,21-0,24 | 18 | Г1 |
| Эковата | 0,032-0,041 | 0,3 | 1 | Г2 |
Пенополистирол
Вспененный утеплитель на основе стирольных и бутадиенстирольных композиций. Обладает хорошими теплоизолирующими свойствами, применяется для изоляции стен и труб.
Экструзионные плиты
Разнообразные по основе (в основном – пенополиуретан и пенополистирол). Плиты имеют стыковочные пазы, что не требует их герметизации между собой. Это современные материалы, применяемые для утепления любых больших и плоских поверхностей.
Пенофол
Вспененный фольгированный полиэтилен. Обладает целым рядом преимуществ: эластичен, не пропускает воздух, обладает отражающей поверхностью. Применяется для теплоизоляции стен, труб, полов, обладает хорошими теплоизолирующими свойствами, но при этом «не дышит», иными словами, на его поверхности при большой разности температур может конденсироваться влага.
Минеральная вата
Волокнистый утеплитель из минеральных волокон. Широко применяется для утепления стен, перекрытий и крыш, незаменим для утепления сложных неплоских поверхностей. Может применяться в качестве обмотки для труб большого диаметра. Более эластична, чем базальтовая вата, обладает меньшим весом. По остальным характеристикам несколько хуже, за исключением цены.
Базальтовая вата
Один из самых современных премиальных листовых эластичных утеплителей. Несколько менее эластична по сравнению с минеральной ватой. Имеет больший удельный вес, большие транспортные габариты, более высокую стоимость.
Пенопласт
Вспененный пенополиуретан. Используется в виде плит, монтируемых «в стык». Применяется для утепления стен, полов и потолков, кровельных покрытий.
Сыпучие и органические материалы
Сыпучие и органические материалы (керамзит, шлак, опилки, стружка) применяются для засыпки полостей полые стены, перекрытия). Обладают целым рядом недостатков: гигроскопичность, уплотнение с течением времени, малая пароизоляционная способность. Основные преимущества – доступность и стоимость.
Сравнение паропроницаемости утеплителей
Наименование материала Теплопроводность, Вт/м*К Паропроницаемость, мг/м*ч*Па Влагопоглощение, %
Группа горючести
Минвата 0,037-0,048 0,49-0,6 1,5 НГ
Пенопласт 0,036-0,041 0,03 3 Г1-Г4
ППУ 0,023-0,035 0,02 2 Г2
Пеноизол 0,028-0,034 0,21-0,24 18 Г1
Эковата 0,032-0,041 0,3 1 Г2
Теплопроводный потенциал стен дома, равный сумме теплопроводностей всех слоёв их конструкции, делённых на их толщину показывает насколько данная конструкция может сохранять тепло.
Сравнительный анализ данных таблицы теплопроводности материалов и утеплителей позволяет проводить расчёты о их применимости в тех или иных случаях. Теплопроводность строительных материалов дома, как указывалось выше, зависит и от точки росы окружающей среды между его поверхностями.
Закон теплопроводности Фурье
В заключение несколько слов о теоретической основе явления теплопередачи т теплопроводности. Для расчёта коэффициента теплопроводности материалов используется закон Фурье, который описывает связь между скоростью прохождения тепловой энергии через единицу сечения.
Теплопроводность через коэффициент λ связана с физическими параметрами тела. Если в качестве теплопроводящего тела рассматривать параллелепипед, тогда количество тепла, проходящее через него в единицу времени можно описать следующей формулой (закон Фурье):
P=λ ×S∆T/l, где P - мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, T - разность температур граней, l - длина параллелепипеда (расстояние между гранями).
Иными словами, коэффициент, определённый с помощью замеров разницы температур, равен количеству тепла, которое проходит через квадратный сантиметр сечения материала в единицу времени.
Люди тоже бывают разной теплопроводности, одни как пух греют, а другие как железо - тепло забирают.
Юрий Сережкин
Слово «тоже» в приведенном высказывании показывает, что к людям понятие «теплопроводности» применяется лишь условно. Хотя…
Знаете ли вы: шуба не греет, она лишь сохраняет тепло, которое вырабатывает организм человека.
Это значит, что человеческое тело обладает способностью проводить тепло и в буквальном, а не только в фигуральном смысле. Это все лирика, на самом же деле мы займёмся сравнением утеплителей по теплопроводности.
Вам виднее, ведь вы сами набрали в поисковике «теплопроводность утеплителей». Что именно вы хотели узнать? А если без шуток, то знать об этом понятии важно, потому что разные материалы очень по-разному ведут себя при использовании. Важным, хотя и не ключевым моментом при выборе является именно способность материала проводить тепловую энергию. Если неправильно выбрать теплоизоляционный материал попросту не будет выполнять свою функцию, а именно сохранять тепло в помещении.
Шаг 2: Теория понятие
Из школьного курса физики, скорее всего, помните, что существует три вида теплопередачи:
- Конвекция;
- Излучение;
- Теплопроводность.
А значит теплопроводность - это вид теплопередачи или перемещения тепловой энергии. Это связано с внутренней структурой тел. Одна молекула передает энергию другой. А теперь хотите небольшой тест?
Какой вид веществ пропускает (передает) больше всего энергии?
- Твердые тела?
- Жидкости?
- Газы?
Правильно, больше всего передает энергию кристаллическая решетка твердых тел. Их молекулы находятся ближе друг к другу и поэтому могут взаимодействовать эффективнее. Самой низкой теплопроводностью обладают газы. Их молекулы находятся на наибольшем удалении друг от друга.
Шаг 3: Что может быть утеплителем
Продолжаем наш разговор о теплопроводности утеплителей. Все тела, которые находятся рядом, стремятся уровнять температуру между собой. Дом или квартира, как объект, стремится уровнять температуру с улицей. Способны ли все строительные материалы быть утеплителями? Нет. Например, бетон пропускает тепловой поток из вашего дома на улицу слишком быстро, поэтому нагревательное оборудование не будет успевать поддерживать нужный температурный режим в помещении. Коэффициент теплопроводности для утеплителя рассчитывается по формуле:
Где W это наш тепловой поток, а м2 - площадь утеплителя при разнице температур в один Кельвин (Он равен одному градусу Цельсия). У нашего бетона данный коэффициент составляет 1,5. Это значит, что условно, один квадратный метр бетона при разнице температур в один градус Цельсия способен пропустить 1,5 вата тепловой энергии в секунду. Но, существуют материалы с коэффициентом в 0,023. Ясно, что такие материалы куда лучше подходят на роль утеплителей. Вы спросите, не играет ли значение толщина? Играет. Но, здесь все равно нельзя забыть про коэффициент теплопередачи. Чтобы добиться одинаковых результатов понадобится бетонная стена толщиной 3,2 м или лист пенопласта толщиной 0,1 м. Ясно, что хотя бетон и может формально быть утеплителем, экономически это нецелесообразно. Поэтому:
Утеплителем можно назвать материал, проводит через себя наименьшее количество тепловой энергии, не давая ей уйти из помещения и при этом стоить как можно дешевле.
Лучший теплоизолятор - это воздух. Поэтому задача любого утеплителя создание фиксированной воздушной прослойки без конвекции (перемещения) воздуха внутри нее. Именно поэтому, например, пенопласт на 98% состоит из воздуха. Самыми распространёнными утепляющими материалам считаются:
- Пенопласт;
- Экструдированный пенополистирол;
- Минвата;
- Пенофол;
- Пеноизол;
- Пеностекло;
- Пенополиуретан (ППУ);
- Эковата (целлюлоза);
Теплоизоляционные свойства всех перечисленных выше материалов лежат близко к данным пределам. Также стоит учесть: чем выше плотность материала, тем больше он проводит через себя энергии. Помните из теории? Чем ближе молекулы, тем эффективнее проводится тепло.
Шаг 4: Сравниваем. Таблица теплопроводности утеплителей
В таблице приводится сравнение утеплителей по теплопроводности заявленной производителями и соответствующие ГОСТам:
Сравнительная таблица теплопроводности строительных материалов, которые не принято считать утеплителями:
Показатель теплопередачи лишь указывает на скорость передачи тепла от одной молекуле к другой. Для реальной жизни этот показатель не так важен. А вот без теплового расчета стены не обойтись. Сопротивление теплопередаче - величина обратная теплопроводности. Речь идет о способности материала (утеплителя) задерживать тепловой поток. Чтобы рассчитать сопротивление теплопередаче нужно разделить толщину на коэффициент теплопроводности. На примере ниже показан расчет теплового сопротивления стены из бруса толщиной 180 мм.
Как видно, теплосопротивление такой стены составит 1,5. Достаточно? Это зависит от региона. В примере показан расчет для Красноярска. Для этого региона нужный коэффициент сопротивления ограждающих конструкций установлен на уровне 3,62. Ответ ясен. Даже для Киева, который намного южнее данный показатель равняется 2,04.
Тепловое сопротивление - величина обратная теплопроводности.
А значит, способности деревянного дома сопротивляться потере тепла недостаточно. Необходимо утепление, а уже, каким материалом - рассчитывайте по формуле.
Шаг 5: Правила монтажа
Стоит сказать, что все указанные выше показатели приведены для СУХИХ материалов. Если материл, намокнет, он потеряет свои свойства как минимум наполовину, а то и вовсе превратится в «тряпку». Поэтому нужно защищать теплоизоляцию. Пенопластом чаще всего утепляют под мокрый фасад, в котором утеплитель защищен слоем штукатурки. На минвату накладывается гидроизоляционная мембрана, чтобы не допустить попадание влаги.
Еще один момент, который заслуживает внимания - ветрозащита. Утеплители имеют разную пористость. Например, сравним плиты пенополистирола и минеральную вату. Если первый на вид выглядит цельным, на втором явно видны поры или волокна. Поэтому, если вы монтируете волокнистую теплоизоляцию, например, минвату или эковату на продуваемом ветром ограждении обязательно позаботьтесь о ветрозащите. В противном случае от хороших термических показателей утеплителя не будет пользы.
Выводы
Итак, мы обсудили, что теплопроводность утеплителей - это их способность передавать тепловую энергию. Теплоизолятор должен не выпустить тепло сгенерированное отопительной системой дома. Первостепенной задачей любого материала является удержать внутри себя воздух. Именно газ имеет наименьшую теплопроводность. Нужно также рассчитать теплосопротивление стены, чтобы узнать правильный коэффициент теплоизоляции здания. Если у вас остались вопросы по этой теме, оставляйте их, пожалуйста, в комментариях.
Три интересных факта о теплоизоляции
- Снег служит теплоизолятором для медведя в берлоге.
- Одежда - тоже теплоизолятор. Нам не очень комфортно, когда наше тело пытается уровнять температуру с температурой окружающей среды, которая может быть и -30 градусов, вместо привычных нам 36,6.
- Одеяло - теплоизолятор. Оно не дает уйти теплу тела человека.
Бонус
В качестве бонуса для любознательных, дочитавших до конца интересный эксперимент с теплопроводностью:
На чтение 6 мин.
В привычной для населения страны холодной зиме, востребованность теплоизоляционных материалов всегда на высоком уровне. Необходимо учитывать все особенности каждого из утеплителей, чтобы сделать выбор в пользу качественного и целесообразного материала.
Зачем нужна теплоизоляция?
Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:
- Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.
Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40% . Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.
- Увеличение долговечности конструкций здания.
В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены.
Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.
- Шумоизоляция.
Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).
- Увеличение полезной площади зданий.
Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.
Как правильно выбрать утеплитель?
При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.
Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:
- Теплопроводность.
Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.
Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.
Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.
Читайте также: Пенопласт или пеноплекс: на чем остановить свой выбор?
Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше.
Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³
лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.
А как зависит теплопроводность от толщины ? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.
А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.
Толщину утеплителя необходимо определять на основании теплотехнического расчета с учетом климатических особенностей территории, материала стены и её минимально допустимого значения сопротивления теплопередачи.
В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!
Таблица теплопроводности материалов
| Материал | Теплопроводность материалов, Вт/м*⸰С | Плотность, кг/м³ |
| Пенополиуретан | 0,020 | 30 |
| 0,029 | 40 | |
| 0,035 | 60 | |
| 0,041 | 80 | |
| Пенополистирол | 0,037 | 10-11 |
| 0,035 | 15-16 | |
| 0,037 | 16-17 | |
| 0,033 | 25-27 | |
| 0,041 | 35-37 | |
| Пенополистирол (экструдированный) | 0,028-0,034 | 28-45 |
| Базальтовая вата | 0,039 | 30-35 |
| 0,036 | 34-38 | |
| 0,035 | 38-45 | |
| 0,035 | 40-50 | |
| 0,036 | 80-90 | |
| 0,038 | 145 | |
| 0,038 | 120-190 | |
| Эковата | 0,032 | 35 |
| 0,038 | 50 | |
| 0,04 | 65 | |
| 0,041 | 70 | |
| Изолон | 0,031 | 33 |
| 0,033 | 50 | |
| 0,036 | 66 | |
| 0,039 | 100 | |
| Пенофол | 0,037-0,051 | 45 |
| 0,038-0,052 | 54 | |
| 0,038-0,052 | 74 |
- Экологичность.
Этот фактор является значимым, особенно в случае утепления жилого дома, так как многие материалы выделяют формальдегид, что влияет на рост раковых опухолей. Поэтому необходимо делать выбор в сторону нетоксичных и биологически нейтральных материалов. С точки зрения экологичности лучшим теплоизоляционным материалом считается каменная вата.
- Пожарная безопасность.
Материал должен быть негорючим и безопасным. Гореть может любой материал, разница состоит в том, при каком температуре он возгорается. Важным является то, чтобы утеплитель был самозатухающим.
- Паро- и водонепроницаемость.
Преимущество имеют те материалы, которые обладают водонепроницаемостью, так как впитывание влаги приводит к тому, что эффективность материала становится низкой и полезные характеристики утеплителя через год использования снижаются на 50% и более.
- Долговечность.
Можно исходя из нескольких основополагающих характеристик.
Основные характеристики теплоизоляционных материалов
Теплопроводность . Чем ниже теплопроводность, тем меньше требуется утеплительный слой, а значит, и ваши расходы на утепление сократятся.
Влагопроницаемость . Меньшая влагопроницаемость снижает негативное воздействие влаги на утеплитель при последующей эксплуатации.
Пожаробезопасность . Материал не должен поддерживать горение и выделять ядовитые пары, а иметь свойство к самозатуханию.
Экономичность . Утеплитель должен быть доступным по стоимости для широкого слоя потребителей.
Долговечность . Чем больше срок использования утеплителя, тем он дешевле обходится потребителю при эксплуатации и не требует частой замены или ремонта.
Экологичность . Материал для теплоизоляции должен быть экологически чистым, безопасным для здоровья человека и окружающей природы. Эта характеристика важна для жилых помещений.
Толщина материала . Чем тоньше утеплитель, тем меньше будет «съедаться» жилое пространство помещения.
Вес материала . Меньший вес утеплителя даст меньшее утяжеление утепляемой конструкции после монтажа.
Звукоизоляция . Чем выше звукоизоляция, тем лучше защита жилых помещений от шума со стороны улицы.
Простота монтажа . Момент достаточно важен для любителей делать ремонт в доме своими руками.
Сравнение характеристик популярных утеплителей
Пенопласт (пенополистирол)
Этот утеплитель самый популярный, благодаря легкости монтажу и небольшой стоимости.
Пенопласт изготавливается при помощи вспенивания полистирола, имеет очень низкую теплопроводность, устойчив к влажности, легко режется ножом и удобен во время монтажа. Благодаря низкой стоимости имеет большую востребованность для утепления различных помещений. Однако материал достаточно хрупкий, а также поддерживает горение, выделяя токсичные вещества в атмосферу. Пенопласт предпочтительнее использовать в нежилых помещениях.
Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)
Утеплитель не подвергается гниению и воздействию влаги, очень прочный и удобный в использовании – легко режется ножом. Низкое водопоглощение обеспечивает незначительные изменения теплопроводности материала в условиях высокой влажности, плиты имеют высокую сопротивляемость сжатию, не подвергаются разложению. Благодаря этому экструдированный пенополистирол можно использовать для утепления ленточного фундамента и отмостки. Пеноплекс пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.
Базальтовая вата
Материал производится из базальтовых горных пород при расплавлении и раздуве с добавлением компонентов для получения волокнистой структуры материала с водоотталкивающими свойствами. При эксплуатации базальтовая вата не уплотняется, а значит, ее свойства не изменяются со временем. Материал пожаробезопасен и экологичен, имеет хорошие показатели звукоизоляции и теплоизоляции. Используется для внутреннего и наружного утепления. Во влажных помещениях требует дополнительной пароизоляции.
Минеральная вата
Минвата производится из природных материалов – горных пород, шлака, доломита с помощью специальной технологии. Минеральная имеет низкую теплопроводность, пожаробезопасна и абсолютно безопасна. Одним из недостатков утеплителя является низкая влагостойкость, что требует обустройства дополнительной влаго- пароизоляции при его использовании. Материал не рекомендуется использовать для утепления подвалов домов и фундаментов, а также во влажных помещениях - парилках, банях, предбанниках.
Пенофол, изолон (фольгированный теплоизолятор из полиэтилена)
Утеплитель состоит из нескольких слоев вспененного полиэтилена, имеющих различную толщину и пористую структуру. Материал часто имеет слой фольги для отражающего эффекта, выпускается в рулонах и в листах. Утеплитель имеет толщину в несколько миллиметров (в 10 раз тоньше обычных утеплителей), но отражает до 97% тепловой энергии, очень легкий, тонкий и удобный в работе материал. Используются для теплоизоляции и гидроизоляции помещений. Имеет длительный срок эксплуатации, не выделяет вредных веществ.
Первая из них – коэффициент теплопроводности , который обозначается символом «лямбда» (ι). Этот коэффициент показывает, какой объем теплоты за 1 час проходит через отрезок материала толщиной 1 метр и площадью 1 м² при условии, что разница между температурами среды на обеих поверхностях составляет 10°С.
Показатели коэффициента теплопроводности любых утеплителей зависят от множества факторов – от влажности, паропроницаемости, теплоемкости, пористости и других характеристик материала.
Чувствительность к влаге
Влажность – это объем влаги, которая содержится в теплоизоляции. Вода отлично проводит тепло, и насыщенная ею поверхность будет способствовать выхолаживанию помещения. Следовательно, переувлажненный теплоизоляционный материал потеряет свои качества и не даст желаемого эффекта. И наоборот: чем большими водоотталкивающими свойствами он обладает, тем лучше.
Паропроницаемость – параметр, близкий к влажности. В числовом выражении он представляет собой объем водяного пара, проходящий через 1 м2 утеплителя за 1 час при соблюдении условия, что разность потенциального давления пара составляет 1Па, а температура среды одинакова.
При высокой паропроницаемости материал может увлажняться. В связи с этим при утеплении стен и перекрытий дома рекомендуется выполнить монтаж пароизоляционного покрытия.
Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.
Плотность и теплоемкость
Пористость – выраженное в процентах количество воздушных пор от общего объема изделия. Различают поры закрытые и открытые, крупные и мелкие. Важно, чтобы в структуре материала они были распределены равномерно: это свидетельствует о качестве продукции. Пористость иногда может достигать 50%, в случае с некоторыми видами ячеистых пластмасс этот показатель составляет 90-98%.
Плотность – это одна из характеристик, влияющих на массу материала. Специальная таблица поможет определить оба этих параметра. Зная плотность, можно рассчитать, насколько увеличится нагрузка на стены дома или его перекрытия.
Теплоемкость – показатель, демонстрирующий, какое количество тепла готова аккумулировать теплоизоляция. Биостойкость – способность материала сопротивляться воздействию биологических факторов, например, патогенной флоры. Огнестойкость – противодействие изоляции огню, при этом данный параметр не стоит путать с пожаробезопасностью. Различают и другие характеристики, к которым относятся прочность, выносливость на изгиб, морозостойкость, износоустойчивость.
Коэффициент сопротивления
Также при выполнении расчетов нужно знать коэффициент U – сопротивление конструкций теплопередаче. Этот показатель не имеет никакого отношения к качествам самих материалов, но его нужно знать, чтобы сделать правильный выбор среди разнообразных утеплителей. Коэффициент U представляет собой отношение разности температур с двух сторон изоляции к объему проходящего через нее теплового потока. Чтобы найти теплосопротивление стен и перекрытий, нужна таблица, где рассчитана
Произвести необходимые вычисления можно и самостоятельно. Для этого толщину слоя материала делят на коэффициент его теплопроводности. Последний параметр - если речь идет об изоляции - должен быть указан на упаковке материала. В случае с элементами конструкции дома все немного сложнее: хотя их толщину можно измерить самостоятельно, коэффициент теплопроводности бетона, дерева или кирпича придется искать в специализированных пособиях.
При этом часто для изоляции стен, потолка и пола в одном помещении используются материалы разного типа, поскольку для каждой плоскости коэффициент теплопроводности нужно рассчитывать отдельно.
Теплопроводность основных видов утеплителей
Исходя из коэффициента U, можно выбрать, какой из видов теплоизоляции лучше использовать, и какую толщину должен иметь слой материала. Расположенная ниже таблица содержит сведения о плотности, паропроницаемости и теплопроводности популярных утеплителей:
Преимущества и недостатки различной теплоизоляции
При выборе теплоизоляции нужно учитывать не только ее физические свойства, но и такие параметры, как легкость монтажа, потребность в дополнительном обслуживании, долговечность и стоимость.
Сравнение самых современных вариантов
Как показывает практика, проще всего осуществлять монтаж пенополиуретана и пеноизола, которые наносятся на обрабатываемую поверхность в форме пены. Эти материалы пластичны, они с легкостью заполняют полости внутри стен постройки. Недостатком вспениваемых веществ является потребность в использовании специального оборудования для их распыления.
Как показывает приведенная выше таблица, достойную конкуренцию пенополиуретану составляет экструдированный пенополистирол. Этот материал поставляются в виде твердых блоков, но с помощью обычного столярного ножа ему можно придать любую форму. Сравнивая характеристики пенных и твердых полимеров, стоит отметить, что пена не образует швов, и это является ее главным преимуществом по сравнению с блоками.
Сравнение ватных материалов
Минеральная вата по свойствам похожа на пенопласты и пенополистирол, однако при этом «дышит» и не горит. Также она обладает лучшей устойчивостью при воздействии влаги и практически не меняет свои качества в процессе эксплуатации. Если стоит выбор между твердыми полимерами и минеральной ватой, лучше отдать предпочтение последней.
У каменной ваты сравнительные характеристики те же, что и у минеральной, но стоимость выше. Эковата имеет приемлемую цену и легко монтируется, но отличается низкой прочностью на сжатие и со временем проседает. Стекловолокно также проседает и, кроме того, осыпается.
Сыпучие и органические материалы
Для теплоизоляции дома иногда применяются сыпучие материалы – перлит и гранулы из бумаги. Они отталкивают воду и устойчивы к воздействию патогенных факторов. Перлит экологичен, он не горит и не оседает. Тем не менее, сыпучие материалы редко применяются для утепления стен, лучше с их помощью обустраивать полы и перекрытия.
Из органических материалов необходимо выделить лен, древесное волокно и пробковое покрытие. Они безопасны для окружающей среды, но подвержены горению, если не пропитаны специальными веществами. Кроме того, древесное волокно подвержено воздействию биологических факторов.
В целом, если учитывать стоимость, практичность, теплопроводность и долговечность утеплителей, то наилучшие материалы для отделки стен и перекрытий – это пенополиуретан, пеноизол и минеральная вата. Остальные виды изоляции обладают специфическими свойствами, так как разработаны для нестандартных ситуаций, а применять такие утеплители рекомендуется только в том случае, если других вариантов нет.
Загрузка...
