Описание теплопроводности различных строительных материалов и таблица коэффициентов теплопроводности
Строительство частного дома – очень непростой процесс от начала и до конца. Одним из основных вопросов данного процесса является выбор строительного сырья. Этот выбор должен быть очень грамотным и обдуманным, ведь от него зависит большая часть жизни в новом доме. Особняком в этом выборе стоит такое понятие, как теплопроводность материалов. От неё будет зависеть, насколько в доме будет тепло и комфортно.
Теплопроводность – это способность физических тел (и веществ, из которых они изготовлены) передавать тепловую энергию. Объясняя более простым языком, это перенос энергии от тёплого места к холодному. У некоторых веществ такой перенос будет происходить быстро (например, у большинства металлов), а у некоторых, наоборот – очень медленно (резина).
Если говорить ещё более понятно, то в некоторых случаях, материалы, имея толщину в несколько метров, будут проводить тепло гораздо лучше, чем другие материалы, с толщиной в несколько десятков сантиметров. Например, несколько сантиметров гипсокартона смогут заменить внушительную стену из кирпича.
Основываясь на этих знаниях, можно предположить, что наиболее правильным будет выбор материалов с низкими значениями этой величины, чтобы дом быстро не остывал. Для наглядности, обозначим процентное соотношение потерь тепла в разных участках дома:
Крыша. На крышу приходится основной процент отдачи тепла. Обычно он составляет 20-30%. Поэтому следует озаботиться качественно и долговечной теплоизоляцией крыши.- Стены. В данном случае потери составляют примерно 10-15 процентов.
- Окна. В данном случае тепловые потери зависят от типа окон. В случае обычных стеклянных окон в деревянных рамах, такие потери могут составлять 10-15 процентов. Для пластиковых окон эти значения гораздо ниже.
- Дверь. Тут всё так же зависит от типа двери, но чаще всего, процент не очень большой.
Крыша. На крышу приходится основной процент отдачи тепла. Обычно он составляет 20-30%. Поэтому следует озаботиться качественно и долговечной теплоизоляцией крыши.От чего зависит теплопроводность?
Значения данной величины могут зависеть от нескольких факторов. Например, коэффициент теплопроводности, о котором мы поговорим отдельно, влажность строительного сырья, плотность и так далее.
- Материалы, имеющие высокие показатели плотности, имеют, в свою очередь, и высокую способность к теплоотдаче, за счёт плотного скопления молекул внутри вещества. Пористые материалы, наоборот, будут нагреваться и остывать медленнее.
- На теплопередачу оказывает влияние и влажность материалов. Если материалы промокнут, то их теплоотдача возрастёт.
- Также, сильно влияет на этот показатель структура материала. Например, дерево с поперечными и продольными волокнами будет иметь разные значения теплопроводности.
- Показатель изменяется и при изменениях таких параметров, как давление и температура. С ростом температуры он увеличивается, а с ростом давления, наоборот – уменьшается.
Коэффициент теплопроводности
Для количественной оценки такого параметра, используются специальные коэффициенты теплопроводности, строго задекларированные в СНИП. Например, коэффициент теплопроводности бетона равен 0,15-1,75 ВТ/(м*С) в зависимости от типа бетона. Где С – градусы Цельсия. На данный момент расчёт коэффициентов есть практически для всех существующих типов строительного сырья, применяющихся при строительстве. Коэффициенты теплопроводности строительных материалов очень важны в любых архитектурно-строительных работах.
Для удобного подбора материалов и их сравнения, используются специальные таблицы коэффициентов теплопроводности, разработанные по нормам СНИП(строительные нормы и правила). Теплопроводность строительных материалов, таблица на которых будет приведена ниже, очень важна при строительстве любых объектов.
- Древесные материалы. Для некоторых материалов параметры будут приведены как вдоль волокон(Индекс 1, так и поперёк – индекс 2)
| Материал | Плотность | Теплопроводность |
| Берёза | 510-770 кг / м3 | 1250 Вт/кг*С |
| Дуб 1 | 700 кг / м3 | 0,23 Вт / кг*С |
| Клён | 620-750 кг / м3 | 0,19 Вт / кг*С |
| Дуб 2 | 700 кг / м3 | 0,1 Вт / кг*С |
| Сосна 1 и ель 1 | 500 кг / м3 | 0,18 Вт / кг*С |
| Сосна 2 и ель 2 | 500 кг / м3 | 0,09 Вт/кг*С |
| Лиственница | 670 кг / м3 | 0,13 Вт / кг*С |
| Липа | 360-650 кг / м3 | 0,15 Вт / кг*С |
| Пихта | 450-550 кг / м3 | 0,1-0,26 Вт / кг*С |
| T ополь | 350-500 кг / м3 | 0,17 Вт / кг*С |
- Различные типы бетона.
| Вид бетона | Плотность | Теплопроводность |
| Сплошной | — | 1,75 Вт / кг*С |
| Теплоизоляционный | 500 кг / м3 | 0,18 Вт / кг*С |
| На основе песка | 1800-2500 кг / м3 | 0,7 Вт / кг*С |
| На основе гравия | 2400 кг / м3 | 1,51 Вт / кг*С |
| Силикатный | 1800 кг / м3 | 0,81 Вт / кг*С |
| Железобетон | 2500 кг / м3 | 1,7 Вт / кг*С |
| Газо-и пен o бетон | 300-1000 кг / м3 | 0,08-0,21 Вт / кг*С |
- Различные виды строительного и декоративного кирпича.
| Тип кирпича | Плотность | Теплопроводность |
| Огнеупорный | 1000-2000 кг / м3 | 0,5-0,8 Вт / кг*С |
| Строительный | 800-1500 кг / м3 | 0,23-0,3 Вт / кг*С |
| Изоляционный | — | 0,14 Вт / кг*С |
| Облицовочный | 1800 кг / м3 | 0,93 Вт / кг*С |
| Пустотелый | — | 0,44 Вт / кг*С |
| Диатомовый | 500 | 0,8 Вт/кг*С Вт/кг*С |
| Силикатный | 1000-2200 кг / м3 | 0,5-1,3 Вт / кг*С |
| Сплошной | — | 0,67 Вт / кг*С |
| Шлаковый | 1100-1400 кг / м3 | 0,58 Вт / кг*С |
| Трепельный | 700-1300 кг / м3 | |
| Клинкерный | 1800-2200 кг / м3 | 0,8-1,3 Вт / кг*С |
Расчёт толщины утеплителя
Из вышеприведённых таблиц мы видим, насколько могут отличаться коэффициенты проводимости тепла у разных материалов. Для расчёта теплосопротивления будущей стены, существует нехитрая формула, которая связывает толщину утеплителя и коэффициент его теплопроводности.
R = p / k , где R -показатель теплосопротивления, p -толщина слоя, k – коэффициент.
Из этой формулы несложно выделить и формулу расчёта толщины слоя утеплителя для требуемого теплосопротивления. P = R * k . Значение теплосопротивление разное для каждого региона. Для этих значений тоже существует специальная таблица, где их и можно посмотреть при расчёте толщины утеплителя.
Теперь приведём примеры некоторых наиболее популярных утеплителей и их технических характеристик.
- Гипсокартон. Гиспокартон является очень популярным строительным материалом и часто применяется для утепления стен изнутри. Имеет плотность от 500 до 900 кг/м3, коэффициент теплопроводности от 0,12 до 0,2 Вт/кг*С в зависимости от разновидности гипсокартона.
- Стекловата. Довольно популярный утеплитель. Сейчас применяется значительно реже, чем раньше. Плотность стекловаты 15-45 кг / м3 а коэффициент – 0,38-0,46 Вт / кг*С 1.
- Существует ещё большое количество различных утеплителей для дома, как применяемых, так и не очень. При выборе нужно иметь в виду свои экономические возможности и результаты расчёта по вышеприведённым формулам.
Гипсокартон. Гиспокартон является очень популярным строительным материалом и часто применяется для утепления стен изнутри. Имеет плотность от 500 до 900 кг/м3, коэффициент теплопроводности от 0,12 до 0,2 Вт/кг*С в зависимости от разновидности гипсокартона.Теплопроводность строительных материалов
Разные материалы имеют различную теплопроводность, и чем она ниже, тем меньше теплообмен внутренней среды обитания с внешней. Это значит, что зимой в таком доме сохраняется тепло, а летом – прохлада
Теплопроводность — количественная характеристика способности тел к проведению тепла. Для того чтобы иметь возможность сравнения, а также точных расчетов при строительстве, представляем цифры в таблице теплопроводности, а также прочности, паропроницаемости большинства строительных материалов.
Выделяют следующие виды теплообменных процессов:
- теплопроводность;
- конвекция;
- тепловое излучение.
Теплопроводность — это перенос на молекулярном уровне тепла между телами либо частицами одного и того же тела, имеющими разные температуры, когда происходит достаточно активный обмен двигательной энергией молекул, атомов и свободных электронов, т. е. мельчайших частиц тела.
Данный процесс осуществляется передвигающимися в хаотическом порядке структурными частицами тел (подразумеваются молекулы, атомы и т.п.). Подобный обмен тепла происходит в любом физическом теле, имеющем неоднородное распределение температур. Сам же механизм теплопередачи так или иначе зависит от того, в каком агрегатном состоянии вещество находится в текущий момент.
Тепловое излучение — перенос энергии от одного тела к иному телу, происходящий при посредстве электромагнитных волн.
Все способы передачи тепла зачастую реализуются совместно. Так, конвекцию сопровождает теплопроводность, ведь при этом неизбежно происходит соприкосновение частиц с различной температурой.
Процесс конвекции осуществляется при перемещении в пространстве неравномерно нагретых участков среды. При этом перенос тепла неразрывным образом связан с переносом этой самой среды.
Чтобы достичь такого же тепла в доме из кирпича, какое дает деревянный сруб, толщина кирпичных стен должна превышать в три раза толщину стен постройки из дерева
Процесс совместного переноса тепла способом конвекции и теплопроводности именуют конвективным теплообменом. Теплоотдача — по своей сути конвективный теплообмен между перемещающейся средой и неподвижной (твердой) стеной. Теплоотдача нередко сопровождается тепловым излучением. Перенос тепла в таком случае осуществляется совместно посредством таких процессов, как теплопроводность, конвекция и тепловое излучение.
Происходит перенос вещества, так называемый массообмен, проявляющийся в равновесной концентрации вещества.
Совместное одновременное течение процессов теплообмена и массообмена называют тепломассообменом.
Теплопроводность выражается в тепловом перемещении мельчайших частиц тел. Явление теплопроводности можно наблюдать как в твердых телах, так и в неподвижных газах, и в жидкостях при условии, что в них не возникают конвективные токи. При возведении разного рода конструкций, включая жилые дома, необходимы знания о теплопроводности строительных материалов, в том числе таких, как минеральная вата, пенополистирол, пенополиуретан и др.
Показателем теплопроводности материалов служит коэффициент теплопроводности
Говоря о теплопроводности, также имеют в виду количественные характеристики способности тел к проведению тепла. Способность того или иного вещества проводить тепло различна. Ее измеряют такой единицей, как коэффициент теплопроводности, означающем удельную теплопроводность. В численном выражении данная характеристика равняется количеству тепла, проходящего сквозь тот или материал толщиною в 1 м и площадью 1 кв.м/сек при единичном температурном диапазоне.
Прежде предполагалось, что тепловая энергия передается в зависимости от перетекания теплорода тел от одного к другому. Впрочем, впоследствии опыты опровергли само понятие теплорода в качестве самостоятельного вида материи. В наше время считается, что явление теплопроводности обусловлено естественным стремлением объектов к состоянию, максимально близкому к термодинамическому равновесию, что и проявляется выравниванием их температур.
Интересно рассмотреть с этой точки зрения коэффициент теплопроводности вакуума. Он близок нулю — причем, чем вакуум глубже вакуум, тем его теплопроводность ближе к нулевой. Почему? Дело в том, что в вакууме крайне низкая концентрация материальных частиц, которые способны переносить тепло. Но тепло в вакууме всё же передаётся — при помощи излучения. Так, например, чтобы довести до минимума теплопотери, термос делают с двойными стенками, откачивая между ними воздух. А также делают «серебрение». На том же качестве, что зеркальная поверхность отражает излучение лучше, основаны свойства таких материалов, как фольгированный пенофол и другие подобные изоляционные материалы.
Ниже смотрим познавательные видеоматериалы для более полного представления такого физического понятия, как теплопроводность, на конкретных примерах.
| Материал | Плотность, кг/м3 | Теплопроводность, Вт/(м*С) | Паропроницаемость, Мг/(м*ч*Па) | Эквивалентная1(при сопротивлении теплопередаче = 4,2м2*С/Вт) толщина, м | Эквивалентная2(при сопротивление паропроницанию =1,6м2*ч*Па/мг) толщина, м |
| Железобетон | 2500 | 1.69 | 0.03 | 7.10 | 0.048 |
| Бетон | 2400 | 1.51 | 0.03 | 6.34 | 0.048 |
| Керамзитобетон | 1800 | 0.66 | 0.09 | 2.77 | 0.144 |
| Керамзитобетон | 500 | 0.14 | 0.30 | 0.59 | 0.48 |
| Кирпич красный глиняный | 1800 | 0.56 | 0.11 | 2.35 | 0.176 |
| Кирпич, силикатный | 1800 | 0.70 | 0.11 | 2.94 | 0.176 |
| Кирпич керамический пустотелый (брутто1400) | 1600 | 0.41 | 0.14 | 1.72 | 0.224 |
| Кирпич керамический пустотелый (брутто 1000) | 1200 | 0.35 | 0.17 | 1.47 | 0.272 |
| Пенобетон | 1000 | 0.29 | 0.11 | 1.22 | 0.176 |
| Пенобетон | 300 | 0.08 | 0.26 | 0.34 | 0.416 |
| Гранит | 2800 | 3.49 | 0.008 | 14.6 | 0.013 |
| Мрамор | 2800 | 2.91 | 0.008 | 12.2 | 0.013 |
| Сосна, ель поперек волокна | 500 | 0.09 | 0.06 | 0.38 | 0.096 |
| Дуб поперек волокна | 700 | 0.10 | 0.05 | 0.42 | 0.08 |
| Сосна, ель вдоль волокна | 500 | 0.18 | 0.32 | 0.75 | 0.512 |
| Дуб вдоль волокна | 700 | 0.23 | 0.30 | 0.96 | 0.48 |
| Фанера | 600 | 0.12 | 0.02 | 0.50 | 0.032 |
| ДСП | 1000 | 0.15 | 0.12 | 0.63 | 0.192 |
| Пакля | 150 | 0.05 | 0.49 | 0.21 | 0.784 |
| Гипсокартон | 800 | 0.15 | 0.075 | 0.63 | 0.12 |
| Картон облицовочный | 1000 | 0.18 | 0.06 | 0.75 | 0.096 |
| Минвата | 200 | 0.070 | 0.49 | 0.30 | 0.784 |
| Минвата | 100 | 0.056 | 0.56 | 0.23 | 0.896 |
| Минвата | 50 | 0.048 | 0.60 | 0.20 | 0.96 |
| Пенополистирол экструдированный | 33 | 0.031 | 0.013 | 0.13 | 0.021 |
| Пенополистирол экструдированный | 45 | 0.036 | 0.013 | 0.13 | 0.021 |
| Пенополистирол | 150 | 0.05 | 0.05 | 0.21 | 0.08 |
| Пенополистирол | 100 | 0.041 | 0.05 | 0.17 | 0.08 |
| Пенополистирол | 40 | 0.038 | 0.05 | 0.16 | 0.08 |
| Пенопласт ПВХ | 125 | 0.052 | 0.23 | 0.22 | 0.368 |
| Пенополиуретан | 80 | 0.041 | 0.05 | 0.17 | 0.08 |
| Пенополиуретан | 60 | 0.035 | 0.0 | 0.15 | 0.08 |
| Пенополиуретан | 40 | 0.029 | 0.05 | 0.12 | 0.08 |
| Пенополиуретан | 30 | 0.020 | 0.05 | 0.09 | 0.08 |
| Керамзит | 800 | 0.18 | 0.21 | 0.75 | 0.336 |
| Керамзит | 200 | 0.10 | 0.26 | 0.42 | 0.416 |
| Песок | 1600 | 0.35 | 0.17 | 1.47 | 0.272 |
| Пеностекло | 400 | 0.11 | 0.02 | 0.46 | 0.032 |
| Пеностекло | 200 | 0.07 | 0.03 | 0.30 | 0.048 |
| АЦП | 1800 | 0.35 | 0.03 | 1.47 | 0.048 |
| Битум | 1400 | 0.27 | 0.008 | 1.13 | 0.013 |
| Полиуретановая мастика | 1400 | 0.25 | 0.00023 | 1.05 | 0.00036 |
| Полимочевина | 1100 | 0.21 | 0.00023 | 0.88 | 0.00054 |
| Рубероид, пергамин | 600 | 0.17 | 0.001 | 0.71 | 0.0016 |
| Полиэтилен | 1500 | 0.30 | 0.00002 | 1.26 | 0.000032 |
| Асфальтобетон | 2100 | 1.05 | 0.008 | 4.41 | 0.0128 |
| Линолеум | 1600 | 0.33 | 0.002 | 1.38 | 0.0032 |
| Сталь | 7850 | 58 | 0 | 243 | 0 |
| Алюминий | 2600 | 221 | 0 | 928 | 0 |
| Медь | 8500 | 407 | 0 | 1709 | 0 |
| Стекло | 2500 | 0.76 | 0 | 3.19 | 0 |
Что такое теплопроводность и коэффициент теплопроводности. |
Теплопроводность.
Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность – это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).
Можно сказать проще, теплопроводность – это способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой. Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.
На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем “абстрактный дом”. В “абстрактном доме” стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С. Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.
Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен постоянно работать. Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.
Коэффициент теплопроводности.
Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному – интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.
Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов. Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию. Чем больше значение коэффициента теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло. Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас в качестве материалов для утепления зданий наибольшее распространение получили утеплители из минеральной ваты, и различных пенопластов. Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами – Неопор.
Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда) и выражается в Вт/(м2*К). Это означает, что если взять стену из кирпича, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2., то при разнице температур в 1 градус, через стену будет проходить 0,67 ватта тепловой энергии. Если разница температур будет 10 градусов, то будет проходить уже 6,7 ватта. А если при такой разнице температур стену сделать 10 см, то потери тепла будут уже 67 ватт. Подробней о методике расчета теплопотерь зданий можно посмотреть здесь.
Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.
В строительных нормах и расчетах часто используется понятие “тепловое сопротивление материала”. Это величина обратная теплопроводности. Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см – 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.
Коэффициент теплопроводности материалов.
Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.
| Материал | Коэфф. тепл. Вт/(м2*К) |
| Алебастровые плиты | 0,470 |
| Алюминий | 230,0 |
| Асбест (шифер) | 0,350 |
| Асбест волокнистый | 0,150 |
| Асбестоцемент | 1,760 |
| Асбоцементные плиты | 0,350 |
| Асфальт | 0,720 |
| Асфальт в полах | 0,800 |
| Бакелит | 0,230 |
| Бетон на каменном щебне | 1,300 |
| Бетон на песке | 0,700 |
| Бетон пористый | 1,400 |
| Бетон сплошной | 1,750 |
| Бетон термоизоляционный | 0,180 |
| Битум | 0,470 |
| Бумага | 0,140 |
| Вата минеральная легкая | 0,045 |
| Вата минеральная тяжелая | 0,055 |
| Вата хлопковая | 0,055 |
| Вермикулитовые листы | 0,100 |
| Войлок шерстяной | 0,045 |
| Гипс строительный | 0,350 |
| Глинозем | 2,330 |
| Гравий (наполнитель) | 0,930 |
| Гранит, базальт | 3,500 |
| Грунт 10% воды | 1,750 |
| Грунт 20% воды | 2,100 |
| Грунт песчаный | 1,160 |
| Грунт сухой | 0,400 |
| Грунт утрамбованный | 1,050 |
| Гудрон | 0,300 |
| Древесина – доски | 0,150 |
| Древесина – фанера | 0,150 |
| Древесина твердых пород | 0,200 |
| Древесно-стружечная плита ДСП | 0,200 |
| Дюралюминий | 160,0 |
| Железобетон | 1,700 |
| Зола древесная | 0,150 |
| Известняк | 1,700 |
| Известь-песок раствор | 0,870 |
| Ипорка (вспененная смола) | 0,038 |
| Камень | 1,400 |
| Картон строительный многослойный | 0,130 |
| Каучук вспененный | 0,030 |
| Каучук натуральный | 0,042 |
| Каучук фторированный | 0,055 |
| Керамзитобетон | 0,200 |
| Кирпич кремнеземный | 0,150 |
| Кирпич пустотелый | 0,440 |
| Кирпич силикатный | 0,810 |
| Кирпич сплошной | 0,670 |
| Кирпич шлаковый | 0,580 |
| Кремнезистые плиты | 0,070 |
| Латунь | 110,0 |
| Лед 0°С | 2,210 |
| Лед -20°С | 2,440 |
| Липа, береза, клен, дуб (15% влажности) | 0,150 |
| Медь | 380,0 |
| Мипора | 0,085 |
| Опилки – засыпка | 0,095 |
| Опилки древесные сухие | 0,065 |
| ПВХ | 0,190 |
| Пенобетон | 0,300 |
| Пенопласт ПС-1 | 0,037 |
| Пенопласт ПС-4 | 0,040 |
| Пенопласт ПХВ-1 | 0,050 |
| Пенопласт резопен ФРП | 0,045 |
| Пенополистирол ПС-Б | 0,040 |
| Пенополистирол ПС-БС | 0,040 |
| Пенополиуретановые листы | 0,035 |
| Пенополиуретановые панели | 0,025 |
| Пеностекло легкое | 0,060 |
| Пеностекло тяжелое | 0,080 |
| Пергамин | 0,170 |
| Перлит | 0,050 |
| Перлито-цементные плиты | 0,080 |
| Песок 0% влажности | 0,330 |
| Песок 10% влажности | 0,970 |
| Песок 20% влажности | 1,330 |
| Песчаник обожженный | 1,500 |
| Плитка облицовочная | 1,050 |
| Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 | 0,036 |
| Полистирол | 0,082 |
| Поролон | 0,040 |
| Портландцемент раствор | 0,470 |
| Пробковая плита | 0,043 |
| Пробковые листы легкие | 0,035 |
| Пробковые листы тяжелые | 0,050 |
| Резина | 0,150 |
| Рубероид | 0,170 |
| Сланец | 2,100 |
| Снег | 1,500 |
| Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности) | 0,150 |
| Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности) | 0,230 |
| Сталь | 52,0 |
| Стекло | 1,150 |
| Стекловата | 0,050 |
| Стекловолокно | 0,036 |
| Стеклотекстолит | 0,300 |
| Стружки – набивка | 0,120 |
| Тефлон | 0,250 |
| Толь бумажный | 0,230 |
| Цементные плиты | 1,920 |
| Цемент-песок раствор | 1,200 |
| Чугун | 56,0 |
| Шлак гранулированный | 0,150 |
| Шлак котельный | 0,290 |
| Шлакобетон | 0,600 |
| Штукатурка сухая | 0,210 |
| Штукатурка цементная | 0,900 |
| Эбонит | 0,160 |
Сравнение теплоизоляции стеновых материалов. Плюсы и минусы
Сравнить теплоизоляцию стеновых материалов можно исходя из нескольких основополагающих характеристик.
Основные характеристики теплоизоляционных материалов
Теплопроводность. Чем ниже теплопроводность, тем меньше требуется утеплительный слой, а значит, и ваши расходы на утепление сократятся.
Влагопроницаемость. Меньшая влагопроницаемость снижает негативное воздействие влаги на утеплитель при последующей эксплуатации.
Пожаробезопасность. Материал не должен поддерживать горение и выделять ядовитые пары, а иметь свойство к самозатуханию.
Экономичность. Утеплитель должен быть доступным по стоимости для широкого слоя потребителей.
Долговечность. Чем больше срок использования утеплителя, тем он дешевле обходится потребителю при эксплуатации и не требует частой замены или ремонта.
Экологичность. Материал для теплоизоляции должен быть экологически чистым, безопасным для здоровья человека и окружающей природы. Эта характеристика важна для жилых помещений.
Толщина материала. Чем тоньше утеплитель, тем меньше будет «съедаться» жилое пространство помещения.
Вес материала. Меньший вес утеплителя даст меньшее утяжеление утепляемой конструкции после монтажа.
Звукоизоляция. Чем выше звукоизоляция, тем лучше защита жилых помещений от шума со стороны улицы.
Простота монтажа. Момент достаточно важен для любителей делать ремонт в доме своими руками.
Сравнение характеристик популярных утеплителей
Пенопласт (пенополистирол)
Этот утеплитель самый популярный, благодаря легкости монтажу и небольшой стоимости.
Пенопласт изготавливается при помощи вспенивания полистирола, имеет очень низкую теплопроводность, устойчив к влажности, легко режется ножом и удобен во время монтажа. Благодаря низкой стоимости имеет большую востребованность для утепления различных помещений. Однако материал достаточно хрупкий, а также поддерживает горение, выделяя токсичные вещества в атмосферу. Пенопласт предпочтительнее использовать в нежилых помещениях.
Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)
Утеплитель не подвергается гниению и воздействию влаги, очень прочный и удобный в использовании – легко режется ножом. Низкое водопоглощение обеспечивает незначительные изменения теплопроводности материала в условиях высокой влажности, плиты имеют высокую сопротивляемость сжатию, не подвергаются разложению. Благодаря этому экструдированный пенополистирол можно использовать для утепления ленточного фундамента и отмостки. Пеноплекс пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.
Базальтовая вата
Материал производится из базальтовых горных пород при расплавлении и раздуве с добавлением компонентов для получения волокнистой структуры материала с водоотталкивающими свойствами. При эксплуатации базальтовая вата не уплотняется, а значит, ее свойства не изменяются со временем. Материал пожаробезопасен и экологичен, имеет хорошие показатели звукоизоляции и теплоизоляции. Используется для внутреннего и наружного утепления. Во влажных помещениях требует дополнительной пароизоляции.
Минеральная вата
Минвата производится из природных материалов – горных пород, шлака, доломита с помощью специальной технологии. Минеральная имеет низкую теплопроводность, пожаробезопасна и абсолютно безопасна. Одним из недостатков утеплителя является низкая влагостойкость, что требует обустройства дополнительной влаго- пароизоляции при его использовании. Материал не рекомендуется использовать для утепления подвалов домов и фундаментов, а также во влажных помещениях — парилках, банях, предбанниках.
Пенофол, изолон (фольгированный теплоизолятор из полиэтилена)
Утеплитель состоит из нескольких слоев вспененного полиэтилена, имеющих различную толщину и пористую структуру. Материал часто имеет слой фольги для отражающего эффекта, выпускается в рулонах и в листах. Утеплитель имеет толщину в несколько миллиметров (в 10 раз тоньше обычных утеплителей), но отражает до 97% тепловой энергии, очень легкий, тонкий и удобный в работе материал. Используются для теплоизоляции и гидроизоляции помещений. Имеет длительный срок эксплуатации, не выделяет вредных веществ.
Первая из них – коэффициент теплопроводности, который обозначается символом «лямбда» (ι). Этот коэффициент показывает, какой объем теплоты за 1 час проходит через отрезок материала толщиной 1 метр и площадью 1 м² при условии, что разница между температурами среды на обеих поверхностях составляет 10°С.
Показатели коэффициента теплопроводности любых утеплителей зависят от множества факторов – от влажности, паропроницаемости, теплоемкости, пористости и других характеристик материала.
Чувствительность к влаге
Влажность – это объем влаги, которая содержится в теплоизоляции. Вода отлично проводит тепло, и насыщенная ею поверхность будет способствовать выхолаживанию помещения. Следовательно, переувлажненный теплоизоляционный материал потеряет свои качества и не даст желаемого эффекта. И наоборот: чем большими водоотталкивающими свойствами он обладает, тем лучше.
Паропроницаемость – параметр, близкий к влажности. В числовом выражении он представляет собой объем водяного пара, проходящий через 1 м2 утеплителя за 1 час при соблюдении условия, что разность потенциального давления пара составляет 1Па, а температура среды одинакова.
При высокой паропроницаемости материал может увлажняться. В связи с этим при утеплении стен и перекрытий дома рекомендуется выполнить монтаж пароизоляционного покрытия.
Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.
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.
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.
При этом часто для изоляции стен, потолка и пола в одном помещении используются материалы разного типа, поскольку для каждой плоскости коэффициент теплопроводности нужно рассчитывать отдельно.
Теплопроводность основных видов утеплителей
Исходя из коэффициента U, можно выбрать, какой из видов теплоизоляции лучше использовать, и какую толщину должен иметь слой материала. Расположенная ниже таблица содержит сведения о плотности, паропроницаемости и теплопроводности популярных утеплителей:
Преимущества и недостатки различной теплоизоляции
При выборе теплоизоляции нужно учитывать не только ее физические свойства, но и такие параметры, как легкость монтажа, потребность в дополнительном обслуживании, долговечность и стоимость.
Сравнение самых современных вариантов
Как показывает практика, проще всего осуществлять монтаж пенополиуретана и пеноизола, которые наносятся на обрабатываемую поверхность в форме пены. Эти материалы пластичны, они с легкостью заполняют полости внутри стен постройки. Недостатком вспениваемых веществ является потребность в использовании специального оборудования для их распыления.
Как показывает приведенная выше таблица, достойную конкуренцию пенополиуретану составляет экструдированный пенополистирол. Этот материал поставляются в виде твердых блоков, но с помощью обычного столярного ножа ему можно придать любую форму. Сравнивая характеристики пенных и твердых полимеров, стоит отметить, что пена не образует швов, и это является ее главным преимуществом по сравнению с блоками.
Сравнение ватных материалов
Минеральная вата по свойствам похожа на пенопласты и пенополистирол, однако при этом «дышит» и не горит. Также она обладает лучшей устойчивостью при воздействии влаги и практически не меняет свои качества в процессе эксплуатации. Если стоит выбор между твердыми полимерами и минеральной ватой, лучше отдать предпочтение последней.
У каменной ваты сравнительные характеристики те же, что и у минеральной, но стоимость выше. Эковата имеет приемлемую цену и легко монтируется, но отличается низкой прочностью на сжатие и со временем проседает. Стекловолокно также проседает и, кроме того, осыпается.
Сыпучие и органические материалы
Для теплоизоляции дома иногда применяются сыпучие материалы – перлит и гранулы из бумаги. Они отталкивают воду и устойчивы к воздействию патогенных факторов. Перлит экологичен, он не горит и не оседает. Тем не менее, сыпучие материалы редко применяются для утепления стен, лучше с их помощью обустраивать полы и перекрытия.
Из органических материалов необходимо выделить лен, древесное волокно и пробковое покрытие. Они безопасны для окружающей среды, но подвержены горению, если не пропитаны специальными веществами. Кроме того, древесное волокно подвержено воздействию биологических факторов.
В целом, если учитывать стоимость, практичность, теплопроводность и долговечность утеплителей, то наилучшие материалы для отделки стен и перекрытий – это пенополиуретан, пеноизол и минеральная вата. Остальные виды изоляции обладают специфическими свойствами, так как разработаны для нестандартных ситуаций, а применять такие утеплители рекомендуется только в том случае, если других вариантов нет.