Плотность и теплопроводность теплоизоляции в виде плит и сегментов
В таблице даны значения плотности и температурная зависимость теплопроводности теплоизоляции, формованной в виде плит, сегментов и др., а также их предельная рабочая температура.
Плотность теплоизоляции, теплопроводность и температура указаны для такой теплоизоляции, как: диатомовые сегменты, совелитовые сегменты и скорлупы, ньювелевые скорлупы, асбоцементные сегменты, вулканитовые плиты, вермикулитовые скорлупы, пенобетонные сегменты, пеностеклянные плиты, пробковые сегменты, торфяные сегменты, минераловатные сегменты, альфоль из гладких листов (сегменты), альфоль гофрированный (сегменты), шариковая изоляция засыпкой в сегменты, стерженьковая теплоизоляция засыпкой в сегменты (фарфоровые прутики диаметром 0,5 мм).
Наиболее легкая теплоизоляция — альфоль, по данным таблицы имеет плотность 200 кг/м3 и максимальную рабочую температуру до 500°С. К высокотемпературной теплоизоляции (до 2000°С) относятся шариковая и стерженьковая теплоизоляция. Однако, такая теплоизоляция имеет высокую плотность и низкую теплопроводность, равную 0,23…0,39 Вт/(м·град). Теплопроводность теплоизоляции зависит от температуры. В таблице представлены формулы температурной зависимости теплопроводности теплоизоляции и ее предельная рабочая температура.
Примечание: для расчета коэффициента теплопроводности по зависимостям в таблице, необходимо температуру подставлять в градусах Цельсия.
Минеральная вата в Москве
Все представленные в разделе «Минеральная вата» изделия выпускаются известными и отлично зарекомендовавшими себя высоким качеством своей продукции компаниями.
Вы всегда можете сделать заказ и оплатить его онлайн на официальном сайте Леруа Мерлен в России. Для жителей Московской области у нас не только низкие цены на товары категории “Минеральная вата”, но и быстрая доставка в такие города, как Москва, Балашиха, Подольск, Химки, Королёв, Мытищи, Люберцы, Красногорск, Электросталь, Коломна, Одинцово, Домодедово, Серпухов, Щёлково, Орехово-Зуево, Раменское, Долгопрудный, Пушкино, Реутов, Сергиев Посад, Воскресенск, Лобня, Ивантеевка, Дубна, Егорьевск, Чехов, Дмитров, Видное, Ступино, Павловский Посад, Наро-Фоминск, Фрязино, Лыткарино, Дзержинский, Солнечногорск, Истра и Жуковский.
Факторы, влияющие на величину теплопроводности
Теплопроводность материалов, используемых в строительстве, зависит от их параметров:
Зависимость теплопроводности газобетона от плотности.
- Пористость — наличие пор в структуре материала нарушает его однородность. При прохождении теплового потока часть энергии передается через объем, занятый порами и заполненный воздухом. Принято за отсчетную точку принимать теплопроводность сухого воздуха (0,02 Вт/(м*°С)). Соответственно, чем больший объем будет занят воздушными порами, тем меньше будет теплопроводность материала.
- Структура пор — малый размер пор и их замкнутый характер способствуют снижению скорости теплового потока. В случае использования материалов с крупными сообщающимися порами в дополнение к теплопроводности в процессе переноса тепла будут участвовать процессы передачи тепла конвекцией.
- Плотность — при больших значениях частицы более тесно взаимодействуют друг с другом и в большей степени способствуют передаче тепловой энергии. В общем случае значения теплопроводности материала в зависимости от его плотности определяются либо на основе справочных данных, либо эмпирически.
- Влажность — значение теплопроводности для воды составляет (0,6 Вт/(м*°С)). При намокании стеновых конструкций или утеплителя происходит вытеснение сухого воздуха из пор и замещение его каплями жидкости или насыщенным влажным воздухом. Теплопроводность в этом случае значительно увеличится.
- Влияние температуры на теплопроводность материала отражается через формулу:
λ=λо*(1+b*t), (1)
где, λо — коэффициент теплопроводности при температуре 0 °С, Вт/м*°С;
b — справочная величина температурного коэффициента;
t — температура.
Как выбрать утеплитель для теплоизоляции дома?
Чтобы правильно выбрать материалы для теплоизоляции дома нужно знать виды утеплителя и их свойства.
Виды утеплителя:
- Минеральная вата. Этот вид утеплителя прост в применении. К группе минеральной ваты относится каменная и эковата. Эти материалы обладают высокой прочностью к механическим воздействиям, хорошей звукоизоляцией, не горят
- Пенополиуретан. Материал удобен в монтаже, обеспечивает бесшовный монтаж.
- Пенопласт
- Пенополистирол. Продукт, лидирующий в использовании в качестве утеплителя. Удобен в монтаже, водонепроницаемый, обладает низкой теплопроводностью. Используется в помещениях разного типа.
- Пеноизол
Выбирая утеплитель, внимательно изучите его характеристики
Характеристики утеплителей:
- Теплопроводность. Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем лучше.
- Паропроницаемость. Способность материала дышать, пропуская пары влаги. Качество, требуемое для деревянных конструкций.
- Усадка. Отсутствие усадки — это большой плюс. Со временем материал не потеряет своих качеств.
- Гигроскопичность. Определяет способность материала поглощать водяной пар. Высокий коэффициент гигроскопичности у теплоизоляции понижает их эффективность. При таких характеристиках нельзя использовать материал во влажных местах.
- Морозоустойчивость. Этот параметр покажет в какой температурной среде лучше использовать материал
- Пожаробезопасность. Здесь учитываются все параметры пожарной безопасности: воспламеняемость материала, его горючесть, дымообразующая способность, а также степень токсичности продуктов горения. Так, чем дольше утеплитель противостоит пламени, тем выше его параметр огнестойкости.
- Экологичность. Важна для применения в жилых помещениях. Данные материалы не выделяют вредных веществ.
- Плотность теплоизоляционных материалов. Данный показатель измеряется в кг/м3. Плотность показывает соотношение массы и объема изделия.
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.
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.
Приложение А (обязательное)
Таблица А.1
Материалы (конструкции) | Эксплуатационная влажность материалов w, % по массе, при условиях эксплуатации | |
А | Б | |
1 Пенополистирол | 2 | 10 |
2 Пенополистирол экструзионный | 2 | 3 |
3 Пенополиуретан | 2 | 5 |
4 Плиты из резольно-фенолформальдегидного пенопласта | 5 | 20 |
5 Перлитопластбетон | 2 | 3 |
6 Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука «Аэрофлекс» | 5 | 15 |
7 Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука «Кфлекс» | ||
8 Маты и плиты из минеральной ваты (на основе каменного волокна и штапельного стекловолокна) | 2 | 5 |
9 Пеностекло или газостекло | 1 | 2 |
10 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные | 10 | 12 |
11 Плиты фибролитовые и арболит на портландцементе | 10 | 15 |
12 Плиты камышитовые | 10 | 15 |
13 Плиты торфяные теплоизоляционные | 15 | 20 |
14 Пакля | 7 | 12 |
15 Плиты на основе гипса | 4 | 6 |
16 Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) | 4 | 6 |
17 Изделия из вспученного перлита на битумном связующем | 1 | 2 |
18 Гравий керамзитовый | 2 | 3 |
19 Гравий шунгизитовый | 2 | 4 |
20 Щебень из доменного шлака | 2 | 3 |
21 Щебень шлакопемзовый и аглопоритовый | 2 | 3 |
22 Щебень и песок из вспученного перлита | 5 | 10 |
23 Вермикулит вспученный | 1 | 3 |
24 Песок для строительных работ | 1 | 2 |
25 Цементно-шлаковый раствор | 2 | 4 |
26 Цементно-перлитовый раствор | 7 | 12 |
27 Гипсоперлитовый раствор | 10 | 15 |
28 Поризованный гипсоперлитовый раствор | 6 | 10 |
29 Туфобетон | 7 | 10 |
30 Пемзобетон | 4 | 6 |
31 Бетон на вулканическом шлаке | 7 | 10 |
32 Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон | 5 | 10 |
33 Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией | 4 | 8 |
34 Керамзитобетон на перлитовом песке | 9 | 13 |
35 Шунгизитобетон | 4 | 7 |
36 Перлитобетон | 10 | 15 |
37 Шлакопемзобетон (термозитобетон) | 5 | 8 |
38 Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон | 8 | 11 |
39 Бетон на доменных гранулированных шлаках | 5 | 8 |
40 Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках | 5 | 8 |
41 Бетон на зольном гравии | 5 | 8 |
42 Вермикулитобетон | 8 | 13 |
43 Полистиролбетон | 4 | 8 |
44 Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат | 8 | 12 |
45 Газо- и пенозолобетон | 15 | 22 |
46 Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе | 1 | 2 |
47 Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного на цементно-шлаковом растворе | 1,5 | 3 |
48 Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного на цементно-перлитовом растворе | 2 | 4 |
49 Кирпичная кладка из сплошного кирпича силикатного на цементно-песчаном растворе | 2 | 4 |
50 Кирпичная кладка из сплошного кирпича трепельного на цементно-песчаном растворе | 2 | 4 |
51 Кирпичная кладка из сплошного кирпича шлакового на цементно-песчаном растворе | 1,5 | 3 |
52 Кирпичная кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1400 кг м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе | 1 | 2 |
53 Кирпичная кладка из пустотного кирпича силикатного на цементно-песчаном растворе | 2 | 4 |
54 Древесина | 15 | 20 |
55 Фанера клееная | 10 | 13 |
56 Картон облицовочный | 5 | 10 |
57 Картон строительный многослойный | 6 | 12 |
58 Железобетон | 2 | 3 |
59 Бетон на гравии или щебне из природного камня | 2 | 3 |
60 Раствор цементно-песчаный | 2 | 4 |
61 Раствор сложный (песок, известь, цемент) | 2 | 4 |
62 Раствор известково-песчаный | 2 | 4 |
63 Гранит, гнейс и базальт | ||
64 Мрамор | ||
65 Известняк | 2 | 3 |
66 Туф | 3 | 5 |
2 | 3 |
Ключевые слова: строительные материалы и изделия, теплофизические характеристики, расчетные значения, теплопроводность, паропроницаемость
Неорганические варианты
Наряду с органическими ТИМ, широко применяются и изоляторы неорганического типа. В основе своей они имеют различные минеральные составляющие – стекло, шлак, горные породы, асбест и другие. В результате переработки этих элементов получаются различные теплоизоляторы. Лидеров в сфере неорганических утеплителей, конечно же, является минеральная вата.
Минеральная вата
Этот материал выпускается в двух разновидностях. Шлаковая минвата изготавливается из различных отходов черной и цветной металлургии. Каменная вата в своей основе имеет различные горные породы – известняк, базальт и прочее. Для связывания элементов применяются фенолы или карбамиды. Выпускается минеральная вата в виде рулонов или блоков.
К положительным свойствам этого изолятора можно причислить:
- низкую плотность при отличных теплоизоляционных характеристиках;
- нулевую горючесть;
- высокий уровень шумопоглощения;
- длительный строк эксплуатации.
К недостаткам этого материала нужно отнести высокую паропроницаемость. Поэтому укладывать ее нужно непременно в связке с качественным слоем пароизолятора.
Стекловата
Сырьем для стекловаты служит стекло и отходы стекольного производства. Благодаря своим толстым и длинным волокнам, стекловата более прочная и упругая, чем минеральная вата.
При нагревании стекловата не выделяет вредных веществ, обладает хорошими характеристиками шумопоглощения и теплопроводности, а также устойчива к воздействию агрессивных веществ. Выпускается в рулонах.
Керамическая вата
Окись алюминия, кремния или циркония подарили потребителю отличный теплоизоляционный материал, называемый керамоватой. Изготавливается она с помощью центрифуги. При высоких оборотах раздуваются исходные материалы, которым после остывания придают форму рулонов.
Керамическая вата не боится высоких температур, поэтому ее можно класть на крыши или же в помещения с большими температурными перепадами. Она не деформируется, не горит и не боится химически активных воздействий. Плотность этого ТИМ — около 350кг/м3 , теплопроводность – до 0,16 Вт/м на Кельвин.
Таблица теплопроводности материалов на Пли-
| Материал | Плотность, кг/м3 | Теплопроводность, Вт/(м·град) | Теплоемкость, Дж/(кг·град) |
| Плита бумажная прессованая | 600 | 0.07 | — |
| Плита пробковая | 80…500 | 0.043…0.055 | 1850 |
| Плитка облицовочная, кафельная | 2000 | 1.05 | — |
| Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 | — | 0.04 | — |
| Плиты алебастровые | — | 0.47 | 750 |
| Плиты из гипса ГОСТ 6428 | 1000…1200 | 0.23…0.35 | 840 |
| Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77) | 200…1000 | 0.06…0.15 | 2300 |
| Плиты из керзмзито-бетона | 400…600 | 0.23 | — |
| Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99 | 200…300 | 0.082 | — |
| Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75) | 40…100 | 0.038…0.047 | 1680 |
| Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78) | 50 | 0.056 | 840 |
| Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76 | 350…400 | 0.093…0.104 | — |
| Плиты камышитовые | 200…300 | 0.06…0.07 | 2300 |
| Плиты кремнезистые | 0.07 | — | |
| Плиты льнокостричные изоляционные | 250 | 0.054 | 2300 |
| Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80 | 150…200 | 0.058 | — |
| Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-96 | 225 | 0.054 | — |
| Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия) | 170…230 | 0.042…0.044 | — |
| Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-95 | 200 | 0.052 | 840 |
| Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем (ТУ 21-РСФСР-3-72-76) | 200 | 0.064 | 840 |
| Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем | 125…200 | 0.056…0.07 | 840 |
| Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих | — | 0.048…0.091 | — |
| Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66) | 50…350 | 0.048…0.091 | 840 |
| Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-87 | 80…100 | 0.045 | — |
| Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые | 30…35 | 0.038 | — |
| Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00 | 32 | 0.029 | — |
| Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-80 | 300 | 0.087 | — |
| Плиты перлито-волокнистые | 150 | 0.05 | — |
| Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-76 | 250 | 0.076 | — |
| Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-74 | 150 | 0.044 | — |
| Плиты перлитоцементные | — | 0.08 | — |
| Плиты строительный из пористого бетона | 500…800 | 0.22…0.29 | — |
| Плиты термобитумные теплоизоляционные | 200…300 | 0.065…0.075 | — |
| Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74) | 200…300 | 0.052…0.064 | 2300 |
| Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе | 300…800 | 0.07…0.16 | 2300 |
Иные критерии подбора утеплителей
Теплоизоляционное покрытие обеспечивает снижение теплопотерь на 30-40 %, повышает прочность несущих конструкций из кирпича и металла, сокращает уровень шума и не забирает полезную площадь постройки. При выборе утеплителя помимо теплопроводности нужно учитывать другие критерии.
Объемный вес
Вес и плотность минваты влияет на качество утепления
Данная характеристика связана с теплопроводностью и зависит от типа материала:
- Минераловатные продукты отличаются плотностью 30-200 кг/м3, поэтому подходят для всех поверхностей строения.
- Вспененный полиэтилен имеет толщину 8-10 мм. Плотность без фольгирования равняется 25 кг/м3 с отражающей основой – около 55 кг/м3.
- Пенопласт отличается удельным весом 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 при плотности 10 кг/м3 требует предварительного оштукатуривания поверхности.
- Пеностекло имеет плотность, связанную со структурой. Вспененный вариант характеризуется объемным весом от 200 до 400 кг/м3. Теплоизолят из ячеистого стекла – от 100 до 200 м3, что делает возможным применение на фасадных поверхностях.
Способность держать форму
Плиты и пенополиуретан имеют одинаковую степень жесткости, хорошо выдерживают форму
Производители не указывают формостабильность на упаковке, но можно ориентироваться на коэффициенты Пуассона и трения, сопротивления изгибам и сжатиям. По стабильности формы судят о сминаемости или изменении параметров теплоизоляционного слоя. В случае деформации существуют риски утечки тепла на 40 % через щели и мосты холода.
Формостабильность стройматериалов зависит от типа утеплителя:
- Вата (минеральная, базальтовая, эко) при укладке между стропилами расправляется. За счет жестких волокон исключается деформация.
- Пенные виды держат форму на уровне жесткой каменной ваты.
Паропроницаемость
Определяет «дышащие» свойства материала – способность к пропусканию воздуха и пара. Показатель важен для контроля микроклимата в помещении – в законсервированных комнатах образуется больше плесени и грибка. В условиях постоянной влажности конструкция может разрушаться.
По степени паропроницаемости выделяют два типа утеплителей:
- Пены – изделия, для производства которых применяется технология вспенивания. Продукция вообще не пропускает конденсат.
- Ваты – теплоизоляция на основе минерального или органического волокна. Материалы могут пропускать конденсат.
Горючесть
Показатель, на который ориентируются при строительстве наземных частей жилых зданий. Классификация токсичности и горючести указана в ст. 13 ФЗ № 123. В техническом регламенте выделены группы:
- НГ – негорючие: каменная и базальтовая вата.
- Г – возгораемые. Материалы категории Г1 (пенополиуретан) отличаются слабой возгораемостью, категории Г4 (пенополистирол, в т.ч. экструдированный) – сильногорючие.
- В – воспламеняемые: плиты из ДСП, рубероид.
- Д – дымообразующие (ПВХ).
- Т – токсичные (минимальный уровень – у бумаги).
Звукоизоляция
Характеристика, связанная с паропроницаемостью и плотностью. Ваты исключают проникновение посторонних шумов в помещении, через пены проникает больше шума.
У плотных материалов лучше шумоизоляционные свойства, но укладка осложняется толщиной и весом. Оптимальным вариантом для самостоятельных теплоизоляционных работ будет каменная вата с высоким звукопоглощением. Аналогичные показатели – у легкой стекловаты или базальтового утеплителя со скрученными длинными тонкими волокнами.
Сравнение теплоизоляционных материалов
Самые популярные материалы в монтаже это пенополиуретан и пеноизол. Широкое распространение данных материалов в строительстве обусловлено низкой стоимостью и отличной теплоизоляцией.
Гидроизолирующие свойства пеноизола позволяют использовать его как кровельный материал. Эффективнее пенополиуретанов только вакуумная изоляция, а это очень дорого.
Пенополиуретан может применятся в готовых теплоизоляционных деталях-блоках, панелях. А может использоваться в специальных составах, которые напыляются практически на любые поверхности: дерево, стекло, металл, бетон, кирпич, краску.
В следствии чего нет необходимости изготавливать крепеж для изоляции.
Пенополистирол составляет конкуренцию пенополиуретану. Благодаря малому весу даже толстый слой пенопласта не оказывает существенную нагрузку на несущие конструкции. Состоит из закрытых ячеек, плотно структурирован.
Утеплять пенопластом можно:
- Наружные стены
- Крыши
- Полы
- Трубопроводные магистрали
Еще одним из самых популярных современных материалов является фольгированный полиэтилен. Нижний слой покрыт вспененным полиэтиленом. Верхний слой покрыт алюминиевой фольгой, отражающей тепло до 97%.
Этот вид утеплителя применяется в строительстве теплого пола, для шумоизоляции вентиляционных шахт, трубопроводов, расширительных баков. Материал не пропускает пар и воду. Одновременно изолирует тепло и звук. При этом укладывается тонким слоем.
От чего зависят тепловые потери в доме
Снижение температуры в помещениях провоцируют разные причины. Утечки тепла в большей или меньшей степени происходят через стены, потолок, пол. Это непрерывный и неизбежный процесс. Однако больше всего тепла теряется через оконные проемы. Если в холодный день приложить руку к обычному тонкому стеклопакету, можно почувствовать холод. Чем ниже температура стекла, тем выше теплопроводность пластиковых окон и интенсивнее процесс энергообмена между улицей и внутренними помещениями. В среднем через проемы теряется до 44% выработанного тепла.
Именно поэтому огромное значение имеют виды комплектующих для сборки оконных и дверных блоков. От них зависит класс сопротивления теплопередаче окон, напрямую влияющий на потери энергии. Поддерживать температуру в комнатах в диапазоне 20-24°C будет значительно проще и дешевле, если правильно выбрать профили, фурнитуру и стеклопакеты. Упрощают задачу строительные нормативы. С 2003 года в процессе составления проектов и при возведении жилых объектов требуется придерживаться положений из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Эти положения дополнены законом № 261-ФЗ, который ужесточил требования к энергосбережению блоков из профильных систем.
Эффективность многослойных конструкций
Плотность и теплопроводность
В настоящее время нет такого строительного материала, высокая несущая способность которого сочеталась бы с низкой теплопроводностью. Строительство зданий по принципу многослойных конструкций позволяет:
- соответствовать расчётным нормам строительства и энергосбережения;
- оставлять размеры ограждающих конструкций в пределах разумного;
- уменьшить материальные затраты на строительство объекта и его обслуживание;
- добиться долговечности и ремонтопригодности (например, при замене одного листа минеральной ваты).
Комбинация конструкционного материала и теплоизоляционного позволяет обеспечить прочность и снизить потерю тепловой энергии до оптимального уровня. Поэтому при проектировании стен при расчётах учитывается каждый слой будущей ограждающей конструкции.
Важно также учитывать плотность при строительстве дома и при его утеплении. Плотность вещества – фактор, влияющий на его теплопроводность, способность задерживать в себе основной теплоизолятор – воздух
Плотность вещества – фактор, влияющий на его теплопроводность, способность задерживать в себе основной теплоизолятор – воздух
Плотность вещества – фактор, влияющий на его теплопроводность, способность задерживать в себе основной теплоизолятор – воздух.
Расчёт толщины стен и утеплителя
Расчёт толщины стены зависит от следующих показателей:
- плотности;
- расчётной теплопроводности;
- коэффициента сопротивления теплопередачи.
Согласно установленных норм, значение показателя сопротивления теплопередачи наружных стен должно быть не менее 3,2λ Вт/м •°С.
Расчёт толщины стен из железобетона и прочих конструкционных материалов представлен в таблице 2. Такие строительные материалы отличаются высокими несущими характеристиками, они долговечны, но в качестве тепловой защиты они неэффективны и требуют нерациональной толщины стены.
Таблица 2
| Показатель | Бетоны, растворно-бетонные смеси | |||
| Железобетон | Цементно-песчаный раствор | Сложный раствор (цементно-известково-песчаный) | Известково-песчаный раствор | |
| плотность, кг/куб.м | 2500 | 1800 | 1700 | 1600 |
| коэффициент теплопроводности, Вт/(м•°С) | 2,04 | 0,93 | 0,87 | 0,81 |
| толщина стен, м | 6,53 | 2,98 | 2,78 | 2,59 |
Конструкционно-теплоизоляционные материалы способны подвергаться достаточно высоким нагрузкам, при этом значительно повышают теплотехнические и акустические свойства зданий в стеновых ограждающих конструкциях (таблица 3.1, 3.2).
Таблица 3.1
| Показатель | Конструкционно-теплоизоляционные м-лы | |||||
| Пемзобетон | Керамзитобетон | Полистиролбетон | Пено- и газобетон (пено- и газосиликат) | Кирпич глиняный | Силикатный кирпич | |
| плотность, кг/куб.м | 800 | 800 | 600 | 400 | 1800 | 1800 |
| коэффициент теплопроводности, Вт/(м•°С) | 0,68 | 0,326 | 0,2 | 0,11 | 0,81 | 0,87 |
| толщина стен, м | 2,176 | 1,04 | 0,64 | 0,35 | 2,59 | 2,78 |
Таблица 3.2
| Показатель | Конструкционно-теплоизоляционные м-лы | |||||
| Кирпич шлаковый | Силикатный кирпич 11-типустотный | Кирпич силикатный 14-типустотный | Сосна (поперечное расположение волокон) | Сосна (продольное расположение волокон) | Фанера клеёная | |
| плотность, кг/куб.м | 1500 | 1500 | 1400 | 500 | 500 | 600 |
| коэффициент теплопроводности, Вт/(м•°С) | 0,7 | 0,81 | 0,76 | 0,18 | 0,35 | 0,18 |
| толщина стен, м | 2,24 | 2,59 | 2,43 | 0,58 | 1,12 | 0,58 |
Значительно повысить теплозащиту зданий и сооружений позволяют теплоизоляционные строительные материалы. Данные таблицы 4 показывают, что наименьшие значения коэффициента теплопроводности имеют полимеры, минераловатные, плиты из природных органических и неорганических материалов.
Таблица 4
| Показатель | Теплоизоляционные м-лы | ||||||
| ППТ | ПТ полистиролбетонные | Маты минераловатные | Плиты теплоизоляционные (ПТ) из минеральной ваты | ДВП (ДСП) | Пакля | Листы гипсовые (сухая штукатурка) | |
| плотность, кг/куб.м | 35 | 300 | 1000 | 190 | 200 | 150 | 1050 |
| коэффициент теплопро- водности, Вт/(м•°С) | 0,39 | 0,1 | 0,29 | 0,045 | 0,07 | 0,192 | 1,088 |
| толщина стен, м | 0,12 | 0,32 | 0,928 | 0,14 | 0,224 | 0,224 | 1,152 |
Значения таблиц теплопроводности строительных материалов применяются при расчётах:
- теплоизоляции фасадов;
- общестроительной изоляции;
- изоляционных материалов при устройстве кровли;
- технической изоляции.
Задача выбора оптимальных материалов для строительства, конечно же, подразумевает более комплексный подход. Однако даже такие простые расчёты уже на первых этапах проектирования позволяют определить наиболее подходящие материалы и их количество.
Пример расчета толщины стены по теплопроводности
При выборе типового или индивидуального проекта застройщик получает комплект документации, необходимый для возведения стен. Силовые конструкции в обязательном порядке просчитаны на прочность с учетом ветровых, снеговых, эксплуатационных, конструкционных нагрузок. Толщина стен учитывает характеристики материала каждого слоя, поэтому, теплопотери гарантированно будут ниже допустимых норм СНиП. В этом случае заказчик может предъявить претензии организации, занимавшейся проектированием, при отсутствии необходимого эффекта в процессе эксплуатации жилища.
Однако, при строительстве дачи, садового домика многие владельцы предпочитают экономить на приобретении проектной документации. В этом случае расчеты толщины стен можно произвести самостоятельно. Специалисты не рекомендуют пользоваться сервисами на сайтах компаний, реализующих конструкционные материалы, утеплители. Многие из них завышают в калькуляторах значения коэффициентов теплопроводности стандартных материалов для представления собственной продукции в выгодном свете. Подобнее ошибки в расчетах чреваты для застройщика снижением комфортности внутренних помещений в холодный период.
Самостоятельный расчет не представляет сложностей, используется ограниченное количество формул, нормативных значений:
- теплосопротивление стены – 3,5 либо больше этого числа (согласно СНиП), является суммой теплосопротивлений всех слоев, из которых состоит несущая стена
- коэффициент теплопроводности строительных материалов – каждый производитель конструкционного материала, светопрозрачных конструкций, утеплителя указывает его в обязательном порядке, однако, лучше дополнительно свериться с таблицей в нормативах СНиП
- теплосопротивление отдельного слоя стены – вычисляется путем умножения толщины слоя (м) на коэффициент теплопроводности материала
Например, чтобы привести толщину кирпичной стены в соответствие с нормативным теплосопротивлением, потребуется умножить коэффициент для этого материала, взятый из таблицы на нормативное теплосопротивление:
0,76 х 3,5 = 2,66 м
Подобная крепость излишне затратна для любого застройщика, поэтому, следует снизить толщину кладки до приемлемых 38 см, добавив утеплитель:
- облицовка в полкирпича 12,5 см
- внутренняя стена в кирпич 25 см
Теплосопротивление кирпичной кладки в этом случае составит 0,38/0,76 = 0,5 единиц. Вычитая из нормативного параметра полученный результат, получаем необходимое теплосопротивление слоя утеплителя:
3,5 – 0,5 = 3 единицы
При выборе базальтовой ваты с коэффициентом 0,039 единиц, получаем слой толщиной:
3 х 0,039 = 11,7 см
Отдав предпочтение экструдированному пенополистиролу с коэффициентом 0,037 единиц, снижаем слой утеплителя до:
3 х 0,037 = 11,1 см
На практике, можно выбрать 12 см для гарантированного запаса либо обойтись 10 см, учитывая наружные, внутренние облицовки стен, так же обладающие теплосопротивлением. Необходимый запас можно добрать без использования конструкционных материалов либо утеплителей, изменив конструкцию кладки. Замкнутые пространства воздушных прослоек внутри некоторых типов облегченных кладок так же обладают теплосопротивлением.
Их теплопроводность можно узнать из нижеприведенной таблицы, находящейся в СНиП.
Например, 10 см прослойка замкнутого контура обеспечивает теплоспопротивление 0,18 либо 0,15 единиц при отрицательных, положительных температурах, соответственно. Сантиметровый воздушный зазор добавляет несущей стене 0,15 или 0,13 единиц теплосопротивления (зимой, летом, соответственно).
Главные параметры
Дать оценку качеству материала можно исходя из нескольких основополагающих характеристик. 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.
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.
Также не рекомендуется применять водопоглощающую изоляцию при отделке ванных комнат, санузлов, кухонь и других помещений с высоким уровнем влажности.
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
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 теплопроводность строительных материалов.
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.
