какой коэффициент теплопроводности лучше для утеплителя

Теплопроводность утеплителей — сравнительная таблица

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:

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.

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.

Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).

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 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.

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.

В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Таблица теплопроводности материалов

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.

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.

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.

В среднем срок службы изоляционных материалов составляет от 5 до 10-15 лет. Теплоизоляционные материалы, имеющие в составе вату в первые годы службы значительно снижают свою эффективность. Зато пенополиуретан обладает сроком службы свыше 50 лет.

Достоинства и недостатки утеплителей

Виды ППУ

Достоинства: бесшовный монтаж пеной, долговечность, лучшая тепло- и гидроизоляция.

Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

Достоинства: низкая теплопроводность, невысокая стоимость, удобство монтажа, водонепроницаемость.

Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

Недостатки: намного дороже пенопласта, восприимчивость к органическим растворителям, образование конденсата.

Достоинства: противостояние образованию грибков, звукоизоляция, прочность к механическим воздействиям, огнеупорность, негорючесть.

Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

Недостатки: во время эксплуатации повышается теплопроводность, необходимость специального оборудования для монтажа, возможность усадки.

Достоинства: низкая теплопроводность, низкая паропроницаемость, высокая шумоизоляция, удобство резки и монтажа, экологичность, гибкость, небольшой вес.

Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

Достоинства: экологичность, высокая способность к отражению тепла, высокая шумоизоляция, влагонепроницаемость, негорючесть, удобство перевозки и монтажа, отражение воздействия радиации.

Недостатки: малая жесткость, затрудненность крепления материала, в качестве теплоизоляции одного пенофола недостаточно.

Заключение

Рассмотренные достоинства и недостатки утеплителей позволят выбрать самый подходящий вариант уже на стадии проектирования. При этом учитывать все требования, предъявляемые к теплоизоляционному материалу, в первую очередь теплопроводность.

Источник

Коэффициент теплопроводности материалов

Последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности. При уже существующих ценах на топливо это очень актуально. Причем похоже что дальше экономия будет приобретать все большую важность. Чтобы правильно подобрать состав и толщин материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, кровля) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, а необходима она еще на стадии проектирования. Ведь надо решить из какого материала строить стены, чем их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, перекрытия, пол, делать можно из разных материалов, но так повелось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знаю все, с ним проще проводить ассоциации. Наиболее популярны диаграммы, на которых наглядно продемонстрирована разница между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Именно потому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы было проще подбирать, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

Как рассчитать толщину стен

Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.

Термическое сопротивление ограждающих
конструкций для регионов России

Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:

Формула расчета теплового сопротивления

R — термическое сопротивление;

p — толщина слоя в метрах;

k — коэффициент теплопроводности.

Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными. Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание.

Источник

Выбор утеплителя для частного дома: стоит ли заниматься поиском «суперматериала»?

Партнерский материал

Для начала расскажем о том, как люди выбирают качественный, дорогой, совершенно безупречный и абсолютно надежный утеплитель, но потом безнадежно разочаровываются в его эксплуатационных качествах. И самое обидное в этой ситуации то, что выбранный материал на практике и впрямь соответствовал заявленным характеристикам.

Далеко ходить не будем: рассмотрим пример с форума. По совету «бывалых» строителей одна семья решила утеплять каркасные стены престижным экструзионным пенополистиролом (ЭППС). Материал был выбран брендовый, достаточно дорогой, а благоприятными отзывами делился каждый, кто имел с ним дело. Непревзойденно низкие показатели теплопроводности выглядели многообещающе и на практике действительно оправдали доверие «копеечными» расходами на отопление. Только вот беда: деревянный каркас начал увлажняться и гнить практически на второй год эксплуатации.

Причина неприятностей оказалась банальна: несоответствие области применения утеплителя. В каркасном строительстве ЭППС имеет всего две сферы применения. Это утепление фундамента и утепление перекрытия. Утепление пенополистиролом каркасных стен привело к нарушению структуры каркасного пирога. Дело в том, что в каркасном строительстве паропроницаемость материала должна увеличиваться послойно – в направлении от внутренних слоев к наружным. Паропроницаемость ЭППС оказалась нулевой, на его боковых кромках стал образовываться конденсат, от конденсата намок каркас, в результате получилось то, что получилось.

Вывод: цена (если она выше средней) далеко не всегда является синонимом качества. То же самое можно сказать о популярности бренда, делающей материал очень востребованным среди строителей: это отнюдь не те критерии, на которые следует ориентироваться безоговорочно. Выбор утеплителя в большей степени должен зависеть от типа строительной конструкции и характеристик материала, из которого она создана. Причем невозможно подобрать универсальный утеплитель, который одинаково хорошо подошел бы под любую ситуацию.

Универсальный утеплитель по определению не может обладать стабильными эксплуатационными параметрами. При одних условиях он должен характеризоваться высокой прочностью, жесткостью и абсолютной влагонепроницаемостью, при других – гибкостью, способностью пропускать пар и небольшой плотностью. Это взаимоисключающие требования, поэтому и не существует на свете материалов, которые одинаково эффективны при различных условиях эксплуатации. Однако стоит выделить характеристики, которые при выборе утеплителя всегда должны оставаться в приоритете. Речь идет о коэффициенте теплопроводности (который по возможности должен быть низким), об экологичности (которая может быть свойственна не только естественным, но также искусственным материалам) и о долговечности. Неплохо, чтобы все вышеперечисленное шло в комплекте с демократичной ценой.

Выбор утеплителя по его техническим характеристикам

Как мы уже выяснили, полностью универсальных утеплителей не бывает. Но раз уж пользователей нашего портала по большей части интересуют утеплители, используемые в сфере малоэтажного строительства, отдельную линейку технологичных, легких и в тоже время недорогих материалов (пригодных для строительства частных домов, дач и коттеджей) выделить можно. Это утеплители из минеральной ваты. Производители, изменяя их характеристики (плотность, индекс звукопроницаемости и т. д.), делают материал пригодным для использования в составе различных строительных конструкций.

Теплопроводность

Вполне логично, что коэффициент теплопроводности – одна из ключевых характеристик минеральных утеплителей. Чем он ниже, тем лучше способность материала к сохранению тепловой энергии. Среди минеральных утеплителей самым низким коэффициентом теплопроводности (0,034 – 0,039 Вт/м°К) обладает базальтовая вата, изготовленная из одноименного материала.

Для сравнения: у шлаковаты этот показатель варьируется в пределах 0,046 – 0,048 Вт/м°К.

Коэффициент же теплопроводности стекловаты начинается с показателя 0,030 Вт/м°К и может достигать 0,052 Вт/м°К. Все зависит от плотности материала. Ключевым недостатком стекловаты является ее недостаточная долговечность. В дополнение к этому она подвержена сваливанию и выветриванию. Плавится стекловата начинает при 600°С (для сравнения: минимальная температура плавления каменной ваты равна 1000°С, но как правило она выше). Перечисленные особенности с лихвой компенсируется низкой ценой стекловаты, которая в больших объемах позволяет использовать материал при строительстве крупных объектов (например, промышленных или складских).

Плотность

Плотность – косвенный ориентир при выборе утеплителя, во многом определяющий нагрузку на утепляемые конструкции. При этом теплоизоляция сама может быть нагружаемой и ненагружаемой. Примеры ненагружаемых систем: тепло- и звукоизоляция скатных кровель, межэтажных перекрытий, полов на лагах, каркасных перегородок и пр. Для их организации подойдет утеплитель с невысокой плотностью, например, 25 – 30 кг/м³. Нагружаемые системы – это теплоизоляция под плавающую стяжку или эксплуатируемую кровлю.

При создании теплоизоляции под стяжку, к примеру, используется плотный утеплитель специальных серий (в том числе из минеральной ваты), способный подавлять ударные шумы.

В данном случае при выборе основное внимание обращается не на плотность утеплителя, а на его основное предназначение. Такой материал выдерживает вес сравнительно тяжелого покрытия и при этом не деформируется, сохраняя волокнистую структуру. Это помогает ему и тепло сохранять и звуковые колебания гасить.

Однако попытка сделать ненагружаемые конструкции звуконепроницаемыми за счет использования слишком плотной минеральной ваты обязательно обернется переплатой за счет нежелательного эффекта в виде высоких теплопотерь. Дело в том, что чем плотнее утеплитель, тем выше его теплопроводность. К тому же не всегда плотный утеплитель является синонимом утеплителя звуконепроницаемого, ведь звук лучше всего гасится материалом, плотность которого лежит в пределах 40 –50 кг/м³.

Вывод: нельзя выбирать утеплитель, исходя исключительно из его плотности. Задача должна сводиться к поиску оптимального варианта, который обеспечит достаточный уровень тепло- и звукоизоляции, но при этом не будет перегружать несущие элементы утепляемой строительной системы.

Модуль кислотности

Выбирая утеплитель, каждый из нас непременно задумается о долговечности материала. Долговечность минеральной ваты во многом определяется таким показателем, как модуль кислотности. Говоря языком химиков, модуль кислотности выражает соотношение общего объема кислотных оксидов в материале к объему оксидов основных (в процентах по массе). Простым языком – это соотношение стабильных и химически активных веществ. Производители минеральной ваты об этом, как правило, не говорят, однако, чем выше модуль кислотности сырья, тем химически устойчивее, а, следовательно, долговечнее будет производимый из него материал.

Сырье для производства стекловаты или шлаковаты, способной служить десятилетиями, тем не менее, имеет более низкий модуль кислотности (в сравнении с базальтовыми породами). Это означает, что каменная вата – наиболее долговечный материал из всех минеральных утеплителей. Срок его службы – 60 лет и более.

Принцип «Три Э» при выборе утеплителя

Жесткость, гигроскопичность, пожаробезопасность и звукопроницаемость материала – на перечисленные характеристики покупателю рекомендуется обращать внимание в обязательном порядке. В некоторых случаях решающее значение может иметь технологичность утеплителя (простота монтажа и подготовки материала к использованию). Так бывает, когда монтаж утеплителя неудобен по причине особой сложности строительных конструкций. Также необходимо уделять внимание сравнительным преимуществам того или иного утеплителя перед его аналогами.

Представители компании HotRock, которая занимается производством базальтовых утеплителей для квартир, частных домов и разнообразных коммерческих объектов, отразили преимущества своей продукции в принципе «Три Э». Он базируется на трех составляющих: экологичность, экономичность и эффективность. Руководствуясь данным принципом, а также техническими характеристиками материала, каждый может выбрать утеплитель, соответствующий его потребностям.

Расшифруем базовые составляющие принципа.

Кроме всего вышеперечисленного утеплители защищены от воспламенения и препятствуют распространению огня.

Как мы уже говорили, найти универсальный утеплитель невозможно. Однако нет ничего проще, чем построить дом и вспомогательные помещения на участке, используя различные модификации тепло-, звуко- и влагоизоляционных материалов от компании HotRock.

Источник