Теплопроводность утеплителей, сравнение наиболее популярных видов утеплителей

Шаг 1: Зачем это нужно?

Вам виднее, ведь вы сами ввели в поисковик «теплопроводность утеплителей». Что ты хотел узнать? А если без шуток, то знать об этом понятии важно, ведь разные материалы ведут себя при использовании очень по-разному. Важным, но не ключевым моментом в выборе является именно способность материала проводить тепловую энергию. Если выбрать неправильный теплоизоляционный материал, он просто не будет выполнять свою функцию, а именно удерживать тепло в помещении.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, потолки, полы могут быть выполнены из разных материалов, но так сложилось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знают все, с ним проще составить ассоциации. Самые популярные схемы, на которых наглядно видно отличие разных материалов. Такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Поэтому теплоизоляционные материалы выбирают для стен из кирпича и других материалов с высокой теплопроводностью. Чтобы облегчить выбор, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Сравните ряд материалов

	засуха	при нормальной влажности	при высокой влажности
ЦПП (цементно-песчаный раствор)	0,58	0,76	0,93
Известково-песчаный раствор	0,47	0,7	0,81
Гипсовая штукатурка	0,25
Пенобетон, газобетон на цементе, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, газобетон на цементе, 800 кг/м3	0,21	0,33	0,37
Пенобетон, газобетон на цементе, 1000 кг/м3	0,29	0,38	0,43
Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг/м3	0,23	0,39	0,45
Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг/м3	0,31	0,48	0,55
Стекло	0,76
Арболит	0,07-0,17
Бетон с натуральным щебнем, 2400 кг/м3	1,51
Легкий бетон с натуральной пемзой, 500-1200 кг/м3	0,15-0,44
Бетон на гранулированном шлаке, 1200-1800 кг/м3	0,35-0,58
Бетон на котельном шлаке, 1400 кг/м3	0,56
Бетон на щебне, 2200-2500 кг/м3	0,9-1,5
Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг/м3	0,3-0,7
Пористый керамический блок	0,2
Бетон вермикулитовый, 300-800 кг/м3	0,08-0,21
Керамзитобетон, 500 кг/м3	0,14
Керамзитобетон, 600 кг/м3	0,16
Растянутый глинобетон, 800 кг/м3	0,21
Керамзитобетон, 1000 кг/м3	0,27
Растянутый глинобетон, 1200 кг/м3	0,36
Растянутый глинобетон, 1400 кг/м3	0,47
Растянутый глинобетон, 1600 кг/м3	0,58
Растянутый глинобетон, 1800 кг/м3	0,66
лестница из керамического полнотелого кирпича на КПП	0,56	0,7	0,81
Стена из пустотелого керамического кирпича на КПП, 1000 кг/м3)	0,35	0,47	0,52
Кладка из пустотелого керамического кирпича на КПП, 1300 кг/м3)	0,41	0,52	0,58
Кладка из пустотелого керамического кирпича на КПП, 1400 кг/м3)	0,47	0,58	0,64
Кладка из полнотелого силикатного камня на КПП, 1000 кг/м3)	0,7	0,76	0,87
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на КПП, 11 гнезд	0,64	0,7	0,81
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на КПП, 14 гнезд	0,52	0,64	0,76
Известняк 1400 кг/м3	0,49	0,56	0,58
Известняк 1+600 кг/м3	0,58	0,73	0,81
Известняк 1800 кг/м3	0,7	0,93	1,05
Известняк 2000 кг/м3	0,93	1,16	1,28
Песок строительный, 1600 кг/м3	0,35
Гранит	3,49
Мрамор	2,91
Керамзит, гравий, 250 кг/м3	0,1	0,11	0,12
Керамзит, гравий, 300 кг/м3	0,108	0,12	0,13
Керамзит, гравий, 350 кг/м3	0,115-0,12	0,125	0,14
Керамзит, гравий, 400 кг/м3	0,12	0,13	0,145
Керамзит, гравий, 450 кг/м3	0,13	0,14	0,155
Керамзит, гравий, 500 кг/м3	0,14	0,15	0,165
Керамзит, гравий, 600 кг/м3	0,14	0,17	0,19
Керамзит, гравий, 800 кг/м3	0,18
Гипсокартон, 1100 кг/м3	0,35	0,50	0,56
Гипсокартон, 1350 кг/м3	0,23	0,35	0,41
Глина, 1600-2900 кг/м3	0,7-0,9
Глина огнеупорная, 1800 кг/м3	1,4
Керамзит, 200-800 кг/м3	0,1-0,18
Керамзитобетон на кварцевом песке пористостью 800-1200 кг/м3	0,23-0,41
Керамзитобетон, 500-1800 кг/м3	0,16-0,66
Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг/м3	0,22-0,28
Кирпич клинкерный, 1800 — 2000 кг/м3	0,8-0,16
Кирпич керамический, 1800 кг/м3	0,93
Кладка бутовая средней плотности, 2000 кг/м3	1,35
Гипсокартон, 800 кг/м3	0,15	0,19	0,21
Гипсокартон, 1050 кг/м3	0,15	0,34	0,36
Фанера	0,12	0,15	0,18
ДВП, ДСП, 200 кг/м3	0,06	0,07	0,08
ДВП, ДСП, 400 кг/м3	0,08	0,11	0,13
ДВП, ДСП, 600 кг/м3	0,11	0,13	0,16
ДВП, ДСП, 800 кг/м3	0,13	0,19	0,23
ДВП, ДСП, 1000 кг/м3	0,15	0,23	0,29
Линолеум ПВХ на теплоизоляционной подложке, 1600 кг/м3	0,33
Линолеум ПВХ на теплоизоляционной подложке, 1800 кг/м3	0,38
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг/м3	0,2	0,29	0,29
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг/м3	0,29	0,35	0,35
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг/м3	0,35
Плоские листы асбестоцементные, 1600-1800 кг/м3	0,23-0,35
Ковер, 630 кг/м3	0,2
Поликарбонат (листовой), 1200 кг/м3	0,16
Полистиролбетон, 200-500 кг/м3	0,075-0,085
Ракушечник, 1000-1800 кг/м3	0,27-0,63
Стеклопластик, 1800 кг/м3	0,23
Бетонная крошка, 2100 кг/м3	1.1
Керамическая плитка, 1900 кг/м3	0,85
Черепица ПВХ, 2000 кг/м3	0,85
Известковая штукатурка, 1600 кг/м3	0,7
Цементно-песчаная штукатурка, 1800 кг/м3	1,2

Древесина относится к строительным материалам с относительно низкой теплопроводностью. В таблице приведены ориентировочные данные для разных пород. При покупке обязательно смотрите на плотность и коэффициент теплопроводности. Не все так, как прописано в нормативных документах.

	Засуха	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Сосна, ель поперек волокон	0,09	0,14	0,18
Сосна, ель вдоль волокон	0,18	0,29	0,35
Дуб вдоль волокон	0,23	0,35	0,41
Дуб над зерном	0,10	0,18	0,23
Корквуд	0,035
Береза	0,15
Посмотрите	0,095
Натуральная резина	0,18
Кленовое дерево	0,19
Известь (влажность 15)	0,15
Лиственница	0,13
Опилки	0,07-0,093
Буксировка	0,05
Дубовый паркет	0,42
Кусок паркета	0,23
Панельный паркет	0,17
Ель	0,1-0,26
Тополь	0,17

Металлы очень хорошо проводят тепло. Они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключить непосредственный контакт с помощью теплоизоляционных слоев и прокладок, которые называются терморазрывами. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

Бронза	22-105		Алюминий	202-236
Медь	282-390		Латунь	97-111
Серебряный	429		Утюг	92
Банка	67		Стали	47
Золото	318

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе обогревателя нужно учитывать: доступность, область применения, мнение специалистов и технические характеристики, которые являются наиболее важными критериями.

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

• Теплопроводность.

Теплопроводность относится к способности материала передавать тепло. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, исходя из которого принимается необходимая толщина утеплителя. Теплоизоляционный материал с низкой теплопроводностью – лучший выбор.

Теплопроводность также тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо учитывать эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может варьироваться в зависимости от плотности.

Плотность – это масса одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы делятся на: сверхлегкие, легкие, средние, плотные (жесткие). К легким материалам относятся пористые материалы, пригодные для утепления стен, перегородок, потолков. Плотный утеплитель лучше подходит для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше его вес и выше теплопроводность. Это показатель качества изоляции. А легкий вес способствует легкой установке и монтажу. В ходе экспериментальных исследований установлено, что утеплитель плотностью от 8 до 35 кг/м³ лучше всего сохраняет тепло и подходит для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

Как зависит теплопроводность от толщины? Ошибочно думать, что толстый утеплитель лучше удерживает тепло в помещении. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении станет тесно.

А недостаточная толщина утеплителя означает, что холод будет проникать в толщу стены и на плоскости стены будет образовываться конденсат, стена неизбежно намокнет, появится плесень и грибок.

Толщину утеплителя необходимо определять на основании теплотехнического расчета с учетом климатических особенностей территории, материала стены и ее минимально допустимого значения сопротивления теплопередаче.

При игнорировании расчета может возникнуть ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Преимущества и недостатки теплоизоляторов

Пенополиуретан

Считается одним из самых эффективных обогревателей современности.

Достоинства: монтаж однородного бесшовного покрытия, долгий срок службы, отличная изоляция от холода и влаги.

Недостатки: высокая стоимость материала, плохая стойкость к УФ-излучению.

Пенополистирол (или пенопласт)

Он очень популярен и используется в качестве утеплителя для различных типов помещений.

Достоинства: низкая теплопроводность, приемлемая цена, простота монтажа, непроницаемость для влаги.

Недостатки: хрупкий, горючий, способствует образованию конденсата.

Экструдированный пенополистирол

Прочный и простой в обработке материал, его легко разрезать на фрагменты нужного размера и формы обычным острым ножом.

Достоинства: очень низкий коэффициент теплопроводности, плохая водопроницаемость, высокая прочность на сжатие, простота монтажа, не боится плесени и гниения, может эксплуатироваться при температуре от -50⸰С до +75⸰С.

Недостатки: Значительно дороже пенополистирола, чувствителен к органическим растворителям, способствует образованию конденсата.

Базальтовая (или каменная) вата

Разновидность минеральной ваты, которая производится на основе натурального базальта.

Достоинства: противостоит появлению грибка, звукоизолирует, обладает высокой устойчивостью к механическим повреждениям, пожаробезопасен, негорюч.

Недостатки: по сравнению с аналогами имеет повышенную стоимость.

Эковата

Утепляющий материал из натуральных материалов, таких как древесные волокна и минералы.

Достоинства: изоляция посторонних звуков, экологичность, устойчивость к влаге, демократичная стоимость.

Недостатки: в процессе эксплуатации его теплопроводность увеличивается, для монтажа нужно использовать профессиональное оборудование, может дать усадку.

Изолон

Один из высокотехнологичных утеплителей, который изготавливается из вспененного полиэтилена. Очень востребован.

Достоинства: низкая теплопроводность и паропроницаемость, высокая шумоизоляция, легко режется и монтируется, экологически чистый, гибкий и легкий.

Недостатки: низкая прочность, необходимо предусмотреть обязательный вентиляционный зазор.

Где используются сыпучие и органические материалы

В строительстве используются сыпучие и органические материалы. Сыпучий перлит относится к рыхлому перлиту.

Характеристики:

• Негорючий;
• Экологически чистый материал;
• Не восприимчив к воде.

Применяется для производства легкого бетона и теплоизоляционных изделий, для утепления крыш и полов. Больше подходит для горизонтальных поверхностей.

К органическим материалам относятся лен, пробка. Они безопасны для человека, но являются горючими материалами. Поэтому пенополиуретан, пеноизол и минеральную вату можно назвать выгодными по своим свойствам материалами для отделки. Они доступны для потребителя по цене, практичны, имеют длительный срок эксплуатации.

Таблица теплопроводности материалов на Л

Материал	Плотность, кг/м3	Теплопроводность, Вт/(м градусов)	Теплоемкость, Дж/(кг град)
Латунь	8100…8850	70…120	400
Лед -60°С	924	2,91	1700
Лед -20°С	920	2,44	1950 г
Лед 0°С	917	2.21	2150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79)	1600…1800	0,33…0,38	1470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе (ГОСТ 7251-77)	1400…1800	0,23…0,35	1470
Известь, (15% влажности)	320…650	0,15	—
Лиственница	670	0,13	—
Листы плоские из асбоцемента (ГОСТ 18124-75)	1600…1800	0,23…0,35	840
Вермикулитовые листы	—	0,1	—
Плиты гипсовые облицовочные (сухая штукатурка) ГОСТ 6266	800	0,15	840
Пробковые доски легкие	220	0,035	—
Тяжелые пробковые доски	260	0,05	—

Теория понятие

Из школьного курса физики вы, скорее всего, помните, что существует три вида теплообмена:

• Конвекция;
• Радиация;
• Теплопроводность.

Итак, теплопроводность — это тип теплопередачи или движения тепловой энергии. Это связано с внутренней структурой тела. Одна молекула передает энергию другой. Хочешь небольшой тест прямо сейчас?

Какой тип вещества передает (передает) больше всего энергии?

• Твердые тела?
• Жидкости?
• Газы?

Правильно, кристаллическая решетка твердых тел передает энергию больше всего. Их молекулы расположены ближе друг к другу и поэтому могут более эффективно взаимодействовать. Газы имеют наименьшую теплопроводность. Их молекулы находятся на наибольшем расстоянии друг от друга.

Что такое теплопроводность, термическое сопротивление и коэффициент теплопроводности

Что за «животное» теплопроводность? Если «расшифровать» сложное физическое определение, то можно получить следующее объяснение. Теплопроводность – это свойство, которым обладают все строительные материалы. Характеризуется способностью передавать тепло от нагретого предмета к более холодному. Чем быстрее и интенсивнее это происходит, тем холоднее сам материал, а его структура нуждается в более интенсивном нагреве. Что не очень эффективно, особенно с точки зрения денег.

Для оценки значения теплопроводности используются специальные коэффициенты, которые уже определены заранее. ГОСТ 30290-94 регламентирует методы определения такой характеристики. Последнее неразрывно связано с термическим сопротивлением, то есть сопротивлением теплопередающего слоя. В случае многослойного материала он рассчитывается как сумма термических сопротивлений отдельных слоев. Сама эта величина равна отношению толщины слоя к коэффициенту.

ИСТ-1 — прибор для определения теплопроводности

Как видите, ничего сложного и непонятного в определении теплопроводности нет. Зная все такие свойства будущих материалов, можно сделать «энергоэффективный сэндвич», но только при условии учета всех обстоятельств, которые будут влиять на тепловую эффективность каждого слоя конструкции.

Пенополистирольные утеплители в домах дачного и коттеджного типа

Многие застройщики используют материал для наружного утепления фасадов и кровельных конструкций загородных домов, переоборудованных для круглогодичного проживания. Основная область применения пенополистирольного утеплителя – отделка фундаментов, отмостки, утепление цементных масс под напольной плиткой.

В отличие от минеральной ваты, пенополистирол не нужно оснащать пленочной или мастичной гидроизоляцией, поэтому его можно монтировать прямо на ровную грунтовую поверхность.

• Оптимальная толщина пенополистирольного утеплителя, уложенного между лагами перекрытия, не требует изменения высоты. Заделка монтажных зазоров и пар влагостойким шпаклевочным составом позволяет использовать свойства утеплителя с максимально возможной эффективностью.
• Теплоизоляция фундамента значительно снижает температурные колебания, а отсутствие влаги в подвале положительно влияет на комфортность микроклимата в доме, снижая расходы на отопление в зимний период.
• Съемные вкладыши из пенополистирола блокируют утечку тепла из труб отопления и горячего водоснабжения, исключают замерзание водопроводных и канализационных коммуникаций, расположенных на небольшой глубине.

Более чем умеренная стоимость пенополистирольных материалов дополняется возможностью монтажа своими руками, что позволяет снизить стоимость теплоизоляционных работ на 35-40%.

Отличительные особенности утеплителя из ППЭ

Технические характеристики

Теплоизоляция из вспененного полиэтилена представляет собой изделие с закрытой ячеистой структурой, мягкое и эластичное, с формой, соответствующей его назначению. Они обладают рядом свойств, характеризующих газонаполненные полимеры:

• Плотность от 20 до 80 кг/м3,
• Диапазон рабочих температур от -60 до +100 0С,
• Отличная влагостойкость, где влагопоглощение составляет не более 2% от объема, и практически абсолютная паропроницаемость,
• Высокое звукопоглощение даже при толщине больше или равной 5 мм,
• Устойчив к большинству химических веществ
• Отсутствие гнили и грибковых поражений,
• Очень долгий срок службы, в некоторых случаях более 80 лет,
• Нетоксичный и экологически чистый.

Но самой важной особенностью пенополиэтиленовых материалов является их очень низкая теплопроводность, благодаря чему их можно использовать в теплоизоляционных целях. Как известно, лучше всего сохраняет тепло воздух, а его в этом материале предостаточно

Коэффициент теплопередачи утеплителя из пенополиэтилена составляет всего 0,036 Вт/м2*0С (для сравнения, теплопроводность железобетона около 1,69, гипса — 0,15, дерева — 0,09, минеральной ваты — 0,07 Вт/м2*0С).

ИНТЕРЕСНО! Теплоизоляция из вспененного полиэтилена толщиной 10 мм может заменить кирпичную кладку толщиной 150 мм.

Область применения

Утеплитель из вспененного полиэтилена широко применяется в новом и реконструируемом строительстве жилых и промышленных объектов, а также в автомобилестроении и приборостроении:

• Чтобы уменьшить теплопередачу за счет конвекции и теплового излучения от стен, полов и потолков,
• В качестве отражающей изоляции для увеличения теплопередачи в системы отопления,
• Для защиты трубопроводных систем и магистралей различного назначения,
• В виде изолирующей прокладки для различных щелей и отверстий,
• Для изоляции вентиляции и кондиционирования воздуха.

Кроме того, вспененный полиэтилен используется в качестве упаковочного материала при транспортировке товаров, требующих термической и механической защиты.

Вреден ли вспененный полиэтилен?

Сторонники использования природных материалов в строительстве могут говорить о вредности химически синтезированных веществ. Фактически при нагревании выше 120 0С вспененный полиэтилен превращается в жидкую массу, которая может быть токсичной. Но в стандартных бытовых условиях он совершенно безвреден. При этом теплоизоляционные материалы из пенополиэтилена по большинству показателей превосходят дерево, железо и камень Строительные конструкции с их применением легкие, теплые и малозатратные.

Теплопроводность минеральной ваты

Если сравнить теплопроводность минеральной ваты с теплопроводностью других теплоизоляционных материалов, то получим следующие показатели:

Теплопроводность, Вт/м°С/требуемая толщина слоя утеплителя, мм:

Базальтовая вата — 0,039/167 мм Пенополистирол — 0,037/159 мм Стекловата — 0,044/189 мм Керамзит — 0,170/869 мм Кладка — 0,520/1460 мм

Сравнительные коэффициенты теплопроводности строительных материалов:

Бетон — 1,5 Строительный раствор — 1,2 Кирпич рабочий — 0,6 Стеновой этап — 0,4 Гипсокартон — 0,3 Газобетон — 0,2 Стекловата — 0,05 Пробковое покрытие — 0,039 Минеральная вата — 0,035 Пенопласт — 0,034

Как видно из показателей, по теплопроводности минеральная вата уступает только пенополистирольным материалам. Даже если сравнивать пенополистирол и каменную вату по огнестойкости, каменная вата однозначно выигрывает. Все виды каменной ваты относятся к негорючим материалам.

Кто на свете всех теплей?

Цель такого тщательного изучения утеплителей одна – выяснить, какой из них лучше. Однако это палка о двух концах, ведь материалы с высокой теплоизоляцией могут иметь и другие нежелательные свойства.

Пенополиуретан или экструдированный пенополистирол

По таблице легко определить, что чемпионом по теплоизоляции является пенополиуретан. Но цена намного выше, чем на пенопласт или пенопласт. Это связано с тем, что он обладает двумя наиболее востребованными в строительстве качествами: негорючестью и водоотталкивающими свойствами. Его трудно поджечь, поэтому пожаробезопасность такого утеплителя высока, к тому же он не боится намокания.

Но у пенополиуретана есть реальная альтернатива – экструдированный пенополистирол. По сути, это тот же пенопласт, но он прошел дополнительную обработку – экструзию, что улучшило его. Это материал с однородной структурой и закрытыми ячейками, который представлен в виде листов разной толщины. От обычного пенопласта он отличается повышенной прочностью и способностью выдерживать механическое давление. Именно поэтому его можно назвать достойным конкурентом пенополиуретану. Единственным недостатком установки отдельных панелей являются швы, которые успешно заделываются монтажной пеной.

А что вам удобнее использовать – жидкий утеплитель из баллончика или листы, решать вам. Но помните, что эти материалы не «дышат» и могут создавать эффект запотевших окон, так что при проветривании весь утеплитель может покинуть окно. Поэтому утеплять такими материалами нужно разумно.

Минеральная вата или пенопласт

Если сравнивать минеральную вату и пенопласт, то их теплопроводность находится на одном уровне ≈ 0,5. Поэтому при выборе между этими материалами неплохо было бы учитывать и другие качества, например, водопроницаемость. Таким образом, установка ваты в местах с возможным намоканием нежелательна, так как она теряет свои теплоизоляционные свойства на 50 % при намокании на 20 %. С другой стороны, вата «дышит» и пропускает пар, благодаря чему не образуется конденсат. В доме, утепленном базальтовой ватой, окна не запотевают. А еще вата, в отличие от пенопласта, не горит.

Другие утеплители

Экологически чистые материалы, такие как опилки, которые смешивают с глиной и используют для стен, сейчас очень популярны. Однако у такого приятного материала, как опилки, много недостатков: он горит, намокает и гниет. Не говоря уже о том, что набирая влагу, опилки теряют свои теплоизоляционные свойства.

Также набирает популярность дешевое и экологически чистое пеностекло, которое можно использовать только без нагрузки, так как оно очень хрупкое.

Примеры утепления зданий в зависимости от теплопроводности

В современном строительстве нормой стали стены, состоящие из двух, а то и трех слоев материала. Один слой состоит из утеплителя, который подбирается по определенным расчетам. Кроме того, необходимо выяснить, где находится точка росы.

Для организации точного расчета необходимо комплексно использовать несколько СНиПов, ГОСТов, руководств и СП:

• СНиП 23-02-2003 (СП 50.13330.2012). «Тепловая защита зданий». Издание 2012 года;
• СНиП 23-01-99 (СП 131.13330.2012). «Строительная климатология». Издание 2012 года;
• СП 23-101-2004. «Проектирование теплозащиты зданий»;
• Преимущество. Например. Малявин «Теплопотери здания. Справочная литература»;
• ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 г.). Здания бывают жилые и общественные параметры микроклимата в помещении»;

Произвести расчеты по этим документам, определить теплофизические свойства строительного материала, ограждающего конструкцию, сопротивление теплопередаче и степень совпадения с нормативными документами. Параметры расчета на основе таблицы теплопроводности строительного материала показаны на изображении ниже.

Теплотехнический расчет

Показатели теплопроводности для готовых построек. Виды утеплений

При создании проекта необходимо учитывать все способы утечки тепла. Он может выходить через стены и потолки, а также через пол и двери. Если вы неправильно сделаете проектные расчеты, вам придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от нагревателей. Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича или бетона, необходимо дополнительно утеплять.

Монтаж минеральной ваты

В каркасных зданиях проводится дополнительная теплоизоляция. При этом деревянный каркас придает конструкции жесткость, а в пространство между стойками укладывается теплоизоляционный материал. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление осуществляется снаружи строения.

При выборе утеплителей необходимо учитывать такие факторы, как уровень влажности, влияние повышенных температур и тип конструкции. Учитывайте некоторые параметры теплоизоляционных конструкций:

• показатель теплопроводности влияет на качество теплоизоляционного процесса;
• влагопоглощение имеет большое значение при утеплении наружных элементов;
• толщина влияет на надежность изоляции. Тонкий утеплитель помогает сэкономить полезную площадь в помещении;
• важна воспламеняемость. Качественное сырье имеет свойство самозатухать;
• термическая стабильность отражает способность противостоять перепадам температуры;
• экологичность и безопасность;
• звукоизоляция защищает от шума.

Характеристики различных видов утеплителей

В качестве утеплителей используются следующие виды:

• минеральная вата пожаробезопасна и экологически безопасна. Важные свойства включают низкую теплопроводность;

Этот материал относится к самым дешевым и простым вариантам

• пенопласт – легкий материал с хорошими теплоизоляционными свойствами. Он легко монтируется и устойчив к влаге. Рекомендуется для использования в коммерческих зданиях;
• базальтовая вата, в отличие от минваты, обладает лучшей устойчивостью к влаге;
• пеноплекс устойчив к влаге, высоким температурам и огню. Обладает отличной теплопроводностью, прост в монтаже и долговечен;

Пеноплекс характеризуется пористой структурой

• пенополиуретан известен такими свойствами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая огнестойкость;
• экструдированный пенополистирол при производстве проходит дополнительную обработку. Имеет однородную структуру;

Этот вариант доступен в различных толщинах

• пенофол – это многослойный теплоизоляционный слой. Содержит вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрыта фольгой для обеспечения отражения.

Для теплоизоляции можно использовать сыпучие виды сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они устойчивы к влаге и огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть древесное волокно, лен или пробку. При выборе обратите особое внимание на такие показатели, как экологичность и пожаробезопасность.

Запись! При проектировании теплоизоляции важно предусмотреть устройство гидроизоляционного слоя. Это позволит избежать повышенной влажности и повысит сопротивление теплопередаче.

Иные критерии подбора утеплителей

Теплоизоляционное покрытие снижает теплопотери на 30-40%, повышает прочность несущих конструкций из кирпича и металла, снижает уровень шума и не занимает полезную площадь здания. При выборе утеплителя помимо теплопроводности необходимо учитывать и другие критерии.

Объемный вес

Вес и плотность минеральной ваты влияют на качество утепления

Это свойство связано с теплопроводностью и зависит от типа материала:

• Изделия из минеральной ваты имеют плотность 30-200 кг/м3, поэтому подходят для всех строительных поверхностей.
• Вспененный полиэтилен имеет толщину 8-10 мм. Плотность без фольги 25 кг/м3, с отражающей основой — около 55 кг/м3.
• Пенополистирол отличается плотностью от 80 до 160 кг/м3, а экструдированный пенополистирол – от 28 до 35 кг/м3. Последний материал является одним из самых легких.
• Полужидкий напыляемый пеноизол плотностью 10 кг/м3 требует предварительного оштукатуривания поверхности.
• Пеностекло имеет плотность, связанную с его структурой. Вспененный вариант характеризуется насыпной плотностью от 200 до 400 кг/м3. Теплоизоляция из пеностекла – от 100 до 200 м3, что позволяет использовать его на фасадных поверхностях.

Чем ниже насыпная плотность, тем меньше материала используется.

Способность держать форму

Плиты и пенополиуретан имеют одинаковую степень жесткости, хорошо держат форму

Производители не указывают размерную стабильность на упаковке, но можно ориентироваться на коэффициенты Пуассона и трения, сопротивление изгибу и сжатию. По устойчивости формы судят о складчатости или изменении параметров теплоизоляционного слоя. В случае деформации существует риск утечки тепла до 40% через трещины и мостики холода.

Формостойкость строительных материалов зависит от типа утеплителя:

• Вата (минеральная, базальтовая, эко) распрямляется при размещении между стропилами. Благодаря жестким волокнам исключается деформация.
• Вспененные типы сохраняют свою форму на том же уровне, что и твердая каменная вата.

Способность изделия сохранять форму также определяется свойствами упругости.

Паропроницаемость

Определяет «дышащие» свойства материала — способность пропускать воздух и пар. Показатель важен для контроля микроклимата в помещении – в законсервированных помещениях больше образуется плесени и грибка. В условиях постоянной влажности конструкция может разрушиться.

По степени паропроницаемости выделяют два типа утеплителей:

• Пены – это продукты, для производства которых используется пенная технология. Изделие абсолютно не допускает образования конденсата.
• Шерсть – теплоизоляция на основе минеральных или органических волокон. Материалы могут пропускать конденсат.

При монтаже паропроницаемой ваты дополнительно добавляется пленочная пароизоляция.

Горючесть

Показатель, который контролируется возведением основных частей жилых домов. Классификация токсичности и воспламеняемости указана в ст. 13 ФЗ № 123. В технических регламентах выделяют следующие группы:

• НГ — негорючие: каменная и базальтовая вата.
• Г — легковоспламеняющийся. Материалы категории Г1 (пенополиуретан) характеризуются пониженной горючестью, категории Г4 (пенополистирол, в том числе экструдированный) – легко воспламеняются.
• Б — горючие: ДСП, рубероид.
• Д — дымообразующий (ПВХ).
• Т — токсичен (минимальный уровень для бумаги).

Оптимальный вариант для частного строительства – самозатухающие материалы.

Звукоизоляция

Свойство, связанное с паропроницаемостью и плотностью. Шерсть исключает проникновение посторонних шумов в помещение, через пенопласт проникает больше шума.

Плотные материалы обладают лучшими звукоизоляционными свойствами, но монтаж усложняется толщиной и весом. Лучшим вариантом для самостоятельных работ по теплоизоляции будет каменная вата с высоким звукопоглощением. Аналогичные показатели – для легкой стекловаты или базальтового утеплителя с скрученными длинными тонкими волокнами.

Нормальным показателем для звукоизоляции является плотность 50 кг/м3.

Плотность и теплопроводность теплоизоляции в виде плит и сегментов

В таблице приведены значения плотности и температурная зависимость коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов, литых в виде пластин, сегментов и т п., а также их максимальная рабочая температура.

Плотность теплоизоляции, теплопроводность и температура указаны для таких теплоизоляционных материалов, как: диатомовые сегменты, ковелитовые сегменты и оболочки, ньювеловая оболочка, асбестоцементные сегменты, вулканические плиты, вермикулитовые оболочки, пенобетонные сегменты, пеностеклянные пластины, пробковые сегменты, торфяные сегменты, сегменты минеральной ваты, альфоль из гладких плит (сегменты), альфоль гофрированная (сегменты), шаровой утеплитель, заполненный сегментами, теплоизоляционные стержни, заполненные сегментами (фарфоровые стержни диаметром 0,5 мм).

Самая легкая теплоизоляция – альфол, по таблице имеет плотность 200 кг/м 3 и максимальную рабочую температуру до 500°С. Высокотемпературная теплоизоляция (до 2000°С) включает шаровую и стержневую теплоизоляцию. Однако такая теплоизоляция имеет высокую плотность и низкую теплопроводность, равную 0,23…0,39 Вт/(м·град). Теплопроводность теплоизоляции зависит от температуры. В таблице приведены формулы температурной зависимости коэффициента теплопроводности теплоизоляции и ее максимальной рабочей температуры.

Примечание: для расчета коэффициента теплопроводности по зависимостям в таблице необходимо заменить температуру в градусах Цельсия.

Что может быть утеплителем

Продолжаем наш разговор о теплопроводности утеплителей. Все тела, находящиеся в непосредственной близости, стремятся уравнять температуру между собой. Дом или квартира, как объект, стремится уравнять температуру с улицей. Все ли строительные материалы способны быть изоляторами? Нет. Например, бетон пропускает тепло от дома на улицу слишком быстро, так что отопительное оборудование не успевает поддерживать нужную температуру в помещении. Коэффициент теплопроводности для утеплителя рассчитывается по формуле:

Где W — наш тепловой поток, а м2 — площадь изоляции с разницей температур в один кельвин (что равно одному градусу Цельсия). Для нашего бетона этот коэффициент равен 1,5. Это означает, что условно один квадратный метр бетона при разнице температур в один градус Цельсия может пропускать 1,5 Вт тепловой энергии в секунду. Но есть материалы с коэффициентом 0,023. Понятно, что такие материалы намного лучше подходят на роль утеплителей. Вы спросите, имеет ли значение толщина? Игрок. Но тут еще нельзя забывать о коэффициенте теплопередачи. Для достижения того же результата нужна бетонная стена толщиной 3,2 м или лист пенопласта толщиной 0,1 м. Очевидно, бетон хоть технически и может быть утеплителем, но экономически нецелесообразно. Следовательно:

Утеплителем можно назвать материал, который проводит через себя минимально возможную тепловую энергию, препятствует ее выходу из помещения и при этом стоит как можно меньше.

Лучшим теплоизолятором является воздух. Поэтому задачей любого утеплителя является создание неподвижного воздушного зазора без конвекции (движения) воздуха внутри него. Поэтому, например, пенопласт на 98% состоит из воздуха. Наиболее распространенными теплоизоляционными материалами являются:

• Пенопласт;
• Экструдированный пенополистирол;
• Минеральная вата;
• Пенофол;
• Пеноизол;
• Пеностекло;
• Пенополиуретан (ППУ);
• эковата (целлюлоза);

Материалы с коэффициентом в пределах 0,4 Вт/м2 можно считать средним утеплителем.

К этим пределам близки теплоизоляционные свойства всех перечисленных выше материалов. Также стоит учитывать: чем выше плотность материала, тем больше он проводит через себя энергии. Вы помните из теории? Чем ближе молекулы, тем эффективнее проводится тепло.

Сравниваем. Таблица теплопроводности утеплителей

В таблице приведено сравнение утеплителей по показателям теплопроводности, заявленным производителями и соответствующим ГОСТам:

Пенополистирол	0,03
Минеральная вата	0,049-0,6
Пенофол	0,037-0,049
Пеноизол	0,21-0,24
Пенопластовое стекло	0,08
Пенополиуретан (ППУ)	0,02
эковата (целлюлоза)	0,04

Сравнительная таблица теплопроводности строительных материалов, не считающихся утеплителями:

Название материала	Теплопроводность Вт/м2
Конкретный	1,51
Гранит	3,49
Мрамор	2,91
Стали	58

Скорость теплопередачи просто указывает скорость передачи тепла от одной молекулы к другой. Для реальной жизни этот показатель не столь важен. Но без теплового расчета стены не обойтись. Сопротивление теплопередаче обратно пропорционально теплопроводности. Речь идет о способности материала (изоляции) удерживать поток тепла. Для расчета сопротивления теплопередаче нужно толщину разделить на коэффициент теплопроводности. В приведенном ниже примере показан расчет термического сопротивления стены из бруса толщиной 180 мм.

Как видите, термическое сопротивление такой стены будет 1,5. Довольно? Это зависит от региона. В примере приведен расчет для Красноярска. Для этого региона требуемый коэффициент сопротивления ограждающих конструкций установлен равным 3,62. Ответ ясен. Даже для гораздо южнее Киева этот показатель составляет 2,04.

Термическое сопротивление обратно пропорционально теплопроводности.

Это означает, что способности деревянного дома сопротивляться потерям тепла недостаточны. Отопление необходимо, а уже, каким материалом – рассчитывайте по формуле.