Сравнение основных характеристик различных утеплителей: теплопроводности и плотности, гигроскопичности и толщины. Сравнение теплоизоляции стеновых материалов Таблица теплоизоляции
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.
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).
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.
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.
| Наименование материала | Коэффициент теплопроводности Вт/(м·°C) | ||
|---|---|---|---|
| В сухом состоянии | При нормальной влажности | При повышенной влажности | |
| Войлок шерстяной | 0,036-0,041 | 0,038-0,044 | 0,044-0,050 |
| Каменная минеральная вата 25-50 кг/м3 | 0,036 | 0,042 | 0,045 |
| Каменная минеральная вата 40-60 кг/м3 | 0,035 | 0,041 | 0,044 |
| Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3 | 0,036 | 0,042 | 0,045 |
| Каменная минеральная вата 140-175 кг/м3 | 0,037 | 0,043 | 0,0456 |
| Каменная минеральная вата 180 кг/м3 | 0,038 | 0,045 | 0,048 |
| Стекловата 15 кг/м3 | 0,046 | 0,049 | 0,055 |
| Стекловата 17 кг/м3 | 0,044 | 0,047 | 0,053 |
| Стекловата 20 кг/м3 | 0,04 | 0,043 | 0,048 |
| Стекловата 30 кг/м3 | 0,04 | 0,042 | 0,046 |
| Стекловата 35 кг/м3 | 0,039 | 0,041 | 0,046 |
| Стекловата 45 кг/м3 | 0,039 | 0,041 | 0,045 |
| Стекловата 60 кг/м3 | 0,038 | 0,040 | 0,045 |
| Стекловата 75 кг/м3 | 0,04 | 0,042 | 0,047 |
| Стекловата 85 кг/м3 | 0,044 | 0,046 | 0,050 |
| Пенополистирол (пенопласт, ППС) | 0,036-0,041 | 0,038-0,044 | 0,044-0,050 |
| Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS) | 0,029 | 0,030 | 0,031 |
| Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м3 | 0,14 | 0,22 | 0,26 |
| Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м3 | 0,11 | 0,14 | 0,15 |
| Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м3 | 0,15 | 0,28 | 0,34 |
| Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м3 | 0,13 | 0,22 | 0,28 |
| Пеностекло, крошка, 100 - 150 кг/м3 | 0,043-0,06 | ||
| Пеностекло, крошка, 151 - 200 кг/м3 | 0,06-0,063 | ||
| Пеностекло, крошка, 201 - 250 кг/м3 | 0,066-0,073 | ||
| Пеностекло, крошка, 251 - 400 кг/м3 | 0,085-0,1 | ||
| Пеноблок 100 - 120 кг/м3 | 0,043-0,045 | ||
| Пеноблок 121- 170 кг/м3 | 0,05-0,062 | ||
| Пеноблок 171 - 220 кг/м3 | 0,057-0,063 | ||
| Пеноблок 221 - 270 кг/м3 | 0,073 | ||
| Эковата | 0,037-0,042 | ||
| Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м3 | 0,029 | 0,031 | 0,05 |
| Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м3 | 0,035 | 0,036 | 0,041 |
| Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м3 | 0,041 | 0,042 | 0,04 |
| Пенополиэтилен сшитый | 0,031-0,038 | ||
| Вакуум | 0 | ||
| Воздух +27°C. 1 атм | 0,026 | ||
| Ксенон | 0,0057 | ||
| Аргон | 0,0177 | ||
| Аэрогель (Aspen aerogels) | 0,014-0,021 | ||
| Шлаковата | 0,05 | ||
| Вермикулит | 0,064-0,074 | ||
| Вспененный каучук | 0,033 | ||
| Пробка листы 220 кг/м3 | 0,035 | ||
| Пробка листы 260 кг/м3 | 0,05 | ||
| Базальтовые маты, холсты | 0,03-0,04 | ||
| Пакля | 0,05 | ||
| Перлит, 200 кг/м3 | 0,05 | ||
| Перлит вспученный, 100 кг/м3 | 0,06 | ||
| Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м3 | 0,054 | ||
| Полистиролбетон, 150-500 кг/м3 | 0,052-0,145 | ||
| Пробка гранулированная, 45 кг/м3 | 0,038 | ||
| Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м3 | 0,076-0,096 | ||
| Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м3 | 0,078 | ||
| Пробка техническая, 50 кг/м3 | 0,037 | ||
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.
| Название материала, плотность | Коэффициент теплопроводности | ||
|---|---|---|---|
| в сухом состоянии | при нормальной влажности | при повышенной влажности | |
| ЦПР (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 |
| Оконное стекло | 0,76 | ||
| Арболит | 0,07-0,17 | ||
| Бетон с природным щебнем, 2400 кг/м3 | 1,51 | ||
| Легкий бетон с природной пемзой, 500-1200 кг/м3 | 0,15-0,44 | ||
| Бетон на гранулированных шлаках, 1200-1800 кг/м3 | 0,35-0,58 | ||
| Бетон на котельном шлаке, 1400 кг/м3 | 0,56 | ||
| Бетон на каменном щебне, 2200-2500 кг/м3 | 0,9-1,5 | ||
| Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг/м3 | 0,3-0,7 | ||
| Керамическийй блок поризованный | 0,2 | ||
| Вермикулитобетон, 300-800 кг/м3 | 0,08-0,21 | ||
| Керамзитобетон, 500 кг/м3 | 0,14 | ||
| Керамзитобетон, 600 кг/м3 | 0,16 | ||
| Керамзитобетон, 800 кг/м3 | 0,21 | ||
| Керамзитобетон, 1000 кг/м3 | 0,27 | ||
| Керамзитобетон, 1200 кг/м3 | 0,36 | ||
| Керамзитобетон, 1400 кг/м3 | 0,47 | ||
| Керамзитобетон, 1600 кг/м3 | 0,58 | ||
| Керамзитобетон, 1800 кг/м3 | 0,66 | ||
| ладка из керамического полнотелого кирпича на ЦПР | 0,56 | 0,7 | 0,81 |
| Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3) | 0,35 | 0,47 | 0,52 |
| Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1300 кг/м3) | 0,41 | 0,52 | 0,58 |
| Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1400 кг/м3) | 0,47 | 0,58 | 0,64 |
| Кладка из полнотелого силикатного кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3) | 0,7 | 0,76 | 0,87 |
| Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 11 пустот | 0,64 | 0,7 | 0,81 |
| Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 14 пустот | 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 | ||
| Гипсовые плиты, 1100 кг/м3 | 0,35 | 0,50 | 0,56 |
| Гипсовые плиты, 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 с поризацией, 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 облицовочный керамический, 1800 кг/м3 | 0,93 | ||
| Бутовая кладка средней плотности, 2000 кг/м3 | 1,35 | ||
| Листы гипсокартона, 800 кг/м3 | 0,15 | 0,19 | 0,21 |
| Листы гипсокартона, 1050 кг/м3 | 0,15 | 0,34 | 0,36 |
| Фанера клеенная | 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 теплоизолирующей основе, 1600 кг/м3 | 0,33 | ||
| Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 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 | ||
| Листы асбоцементные плоские, 1600-1800 кг/м3 | 0,23-0,35 | ||
| Ковровое покрытие, 630 кг/м3 | 0,2 | ||
| Поликарбонат (листы), 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 | ||
| Черепица бетонная, 2100 кг/м3 | 1,1 | ||
| Черепица керамическая, 1900 кг/м3 | 0,85 | ||
| Черепица ПВХ, 2000 кг/м3 | 0,85 | ||
| Известковая штукатурка, 1600 кг/м3 | 0,7 | ||
| Штукатурка цементно-песчаная, 1800 кг/м3 | 1,2 | ||
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.
| Наименование | Коэффициент теплопроводности | ||
|---|---|---|---|
| В сухом состоянии | 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 поперек волокон | 0,10 | 0,18 | 0,23 |
| Пробковое дерево | 0,035 | ||
| Береза | 0,15 | ||
| Кедр | 0,095 | ||
| Каучук натуральный | 0,18 | ||
| Клен | 0,19 | ||
| Липа (15% влажности) | 0,15 | ||
| Лиственница | 0,13 | ||
| Опилки | 0,07-0,093 | ||
| Пакля | 0,05 | ||
| Паркет дубовый | 0,42 | ||
| Паркет штучный | 0,23 | ||
| Паркет щитовой | 0,17 | ||
| Пихта | 0,1-0,26 | ||
| Тополь | 0,17 | ||
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.
| Название | Коэффициент теплопроводности | Название | Коэффициент теплопроводности | |
|---|---|---|---|---|
| Бронза | 22-105 | Алюминий | 202-236 | |
| Медь | 282-390 | Латунь | 97-111 | |
| Серебро | 429 | Железо | 92 | |
| Олово | 67 | Сталь | 47 | |
| Золото | 318 |
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:
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.
Цель работ по утеплению строения — сохранение тепла зимой, сбережение энергоресурсов и снижение себестоимости обогрева жилища. Годы практики показали, что наиболее действенный способ утеплить частный дом, это обшить его снаружи одним из утеплителей. Вопрос стоит в том, какой из них выбрать, потому что на строительном рынке предлагается большой ассортимент новых материалов.
Показатели таблицы
Не ошибиться в выборе теплоизоляционного материала поможет приведенная ниже таблица. В ней указан не только коэффициент теплопроводности, но и степень паропроницаемости, играющей немаловажную роль в применении утеплителя в наружных работах.
|
Материал |
Плотность |
Паропроницаемость |
Теплопроводность |
|
Пенополистирол |
150кг/м 3 |
0,05 |
0,05 |
|
Пенополистирол |
100кг/м 3 |
0,05 |
0,041 |
|
Минвата |
200кг/м 3 |
0,49 |
0,07 |
|
Минвата |
100кг/м 3 |
0,56 |
0,056 |
|
Пенополиуретан |
80кг/м 3 |
0,05 |
0,041 |
|
Пенополиуретан |
60кг/м 3 |
0,05 |
0,035 |
|
Пеностекло |
400кг/м 3 |
0.02 |
0,11 |
О дополнительных свойствах строительных утеплителей, определяющих реакцию материалов к различным физическим воздействиям, таких как водопоглощение, температурное расширение, теплоемкость можно узнать из справочников строительных материалов.
Из таблицы видно, что наибольшей паропроницаемостью обладает минеральная (базальтовая) вата. К тому же у нее достаточно низкий показатель теплопроводности, что дает возможность использовать для утепления плиты меньшей толщины.
Самый низкий коэффициент теплосбережения у пеностекла, поэтому его лучше использовать, когда актуален вопрос, как утеплить фундамент дома снаружи.
Если провести сравнение минваты с пенополистиролом и другими видами утеплителя, приведенными в таблице, то они обладают меньшей паропроницаемостью, имея приблизительно одинаковый показатель теплопроводности. Следовательно, стены, обшитые этими материалами, будут меньше «дышать».
На что обратить внимание при выборе
Первое, что должно интересовать при покупке утеплителя, это его теплоизоляционные показатели, и чем меньше цифра теплопроводности, тем лучше он будет удерживать зимой тепло в доме, а летом — прохладу.
Теплоемкость материала зависит от его способности накапливать и удерживать тепло. Чем больше его плотность, тем больше утеплитель может накопить энергии, поэтому лучшие утеплители те, в структуре которых много пузырьковых образований или микроскопических изолированных между собой полостей.
Следующий показатель — паропроницаемость. Чем она выше, тем лучше из здания будет выводиться лишняя влага и меньше скапливаться в стенах дома. Материалы с низкими паропропускными свойствами снижают способность здания сохранять тепло, и в нем приходится устанавливать улучшенную принудительную вентиляцию, а это лишние затраты.
Утеплитель с низким весом легче транспортировать, производить монтаж, и он всегда дешевле. Но главное, для его навешивания требуется меньше крепежных приспособлений, и отпадает необходимость укреплять стены и фундамент. Немаловажную роль играют и показатели горючести материалов, особенно при утеплении деревянных строений. Наиболее огнеупорными являются пеностекло и базальтовая вата.
Современные утеплительные материалы имеют уникальные характеристики и применяются для решения задач определенного спектра. Большинство из них предназначены для обработки стен дома, но есть и специфичные, разработанные для обустройства дверных и оконных проемов, мест стыка кровли с несущими опорами, подвальных и чердачных помещений. Таким образом, выполняя сравнение теплоизоляционных материалов, нужно учитывать не только их эксплуатационные свойства, но и сферу применения.
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.
При высокой паропроницаемости материал может увлажняться. В связи с этим при утеплении стен и перекрытий дома рекомендуется выполнить монтаж пароизоляционного покрытия.
Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.
Плотность и теплоемкость
Пористость – выраженное в процентах количество воздушных пор от общего объема изделия. Различают поры закрытые и открытые, крупные и мелкие. Важно, чтобы в структуре материала они были распределены равномерно: это свидетельствует о качестве продукции. Пористость иногда может достигать 50%, в случае с некоторыми видами ячеистых пластмасс этот показатель составляет 90-98%.
Плотность – это одна из характеристик, влияющих на массу материала. Специальная таблица поможет определить оба этих параметра. Зная плотность, можно рассчитать, насколько увеличится нагрузка на стены дома или его перекрытия.
Теплоемкость – показатель, демонстрирующий, какое количество тепла готова аккумулировать теплоизоляция. Биостойкость – способность материала сопротивляться воздействию биологических факторов, например, патогенной флоры. Огнестойкость – противодействие изоляции огню, при этом данный параметр не стоит путать с пожаробезопасностью. Различают и другие характеристики, к которым относятся прочность, выносливость на изгиб, морозостойкость, износоустойчивость.
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
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.
Требования к частным домам и квартирам по уровню сохранения тепла значительно повысились. Многие прибегают к дополнительной отделке чердачных перекрытий, внешних стен по причине постоянного повышения стоимости энергоносителей.
За последние годы появилось достаточно материалов, позволяющих значительно улучшить сбережение тепла в частном доме или квартире. Они также обладают рядом других свойств, что в целом делает их прекрасной альтернативой капитальной реконструкции.
Разновидности и описание
На выбор потребителей предлагаются материалы с различными механическими свойствами.
От этого во многом зависит удобство монтажа и свойства. По данному показателю различают:
- Пеноблоки . Изготавливаются из бетона со специальными добавками. В результате химической реакции структура получается пористой.
- Плиты. Строительный материал различной толщины и плотности изготавливается при помощи прессования или склеивания.
- Вата. Продается в рулонах и характеризуется волокнистой структурой.
- Гранулы (крошка). с пеновеществами различной фракции.
Важно знать: подбор материала осуществляется с учетом свойств, стоимости и предназначения. Применение одинакового утеплителя для стен и чердачного перекрытия не позволит получить желаемый эффект, если не указано, что он предназначен для конкретной поверхности.
Сырьем для утеплителей могут выступать различные вещества. Они все делятся на две категории:
- органические на основе торфа, камыша, древесины;
- неорганические - изготавливаются из вспененного бетона, минералов, асбестосодержащих веществ и др.
Основные свойства
Эффективность материала во многом зависит от трех основных характеристик. А именно:
- Теплопроводность . Это главный показатель материала, выражается коэффициентом, исчисляется в ваттах на 1 метр квадратный. В зависимости от уровня удержания тепла требуется разное количество утеплителя. На него существенно влияет показатель впитывания влаги.
- Плотность. Не менее важная характеристика. Чем выше плотность пористого материала, тем эффективнее будет удерживаться тепло внутри здания. В большинстве случаев именно данный показатель является определяющим при выборе утеплителя для стен, этажного перекрытия или крыши.
- Гигроскопичность. Устойчивость к воздействию влаги очень важна. Например, цокольные перекрытия, которые расположены в сырых местах, важно утеплять материалом с самой низкой гигроскопичностью, каким является, например, пластиформ.
Нужно обращать внимание и на ряд других показателей. Это устойчивость механическим повреждениям, перепадам температур, горючесть и длительность эксплуатации.
Сравнение основных показателей
Чтобы понять, насколько эффективным будет тот или иной утеплитель, необходимо сравнить основные показатели материалов. Это можно сделать, просмотрев таблицу 1.
| Материал | Плотность кг/м3 | Теплопроводность | Гигроскопичность | Минимальный слой, см |
| Пенополистирол | 30-40 | Очень низкая | Средняя | 10 |
| Пластиформ | 50-60 | Низкая | Очень низкая | 2 |
| 60-70 | Низкая | Средняя | 5 | |
| Пенопласт | 35-50 | Очень низкая | Средняя | 10 |
| 25-32 | низкая | низкая | 20 | |
| 35-125 | Низкая | Высокая | 10-15 | |
| 130 | Низкая | высокая | 15 | |
| 500 | Высокая | Низкая | 20 | |
| Ячеистый бетон | 400-800 | Высокая | Высокая | 20-40 |
| Пеностекло | 100-600 | Низкая | низкая | 10-15 |
Таблица 1 Сравнение теплоизоляционных свойств материалов
При этом многие отдают предпочтение пластиформу, минеральной вате или ячеистому бетону. Это связанно с индивидуальными предпочтениями, особенностями монтажа и некоторыми физическими свойствами.
Особенности применения
Прежде чем определиться с материалами для отделки частного дома или квартиры, необходимо правильно рассчитать толщину слоя конкретного утеплителя.
- Для горизонтальных поверхностей (пол, потолок) можно использовать практически любой материал. Применение дополнительного слоя с высокой механической прочностью обязательно.
- Цокольные перекрытия рекомендуется утеплять стройматериалами с низкой гигроскопичностью. Повышенная влажность должна быть учтена. В противном случае утеплитель под воздействием влаги частично или полностью потеряет свойства.
- Для вертикальных поверхностей (стены) необходимо использовать материалы плитно-листового типа. Насыпные или рулонные со временем будут проседать, поэтому необходимо тщательно продумать способ крепежа.
Монтаж различных видов
Выбирая тот или иной материал для лучшего сохранения тепла в доме или квартире, нужно учесть особенности его установки. Сложность и набор инструментов для проведения монтажных работ во многом зависит от формы теплоизоляции. А именно:
- керамзит. Применяется исключительно для полов и межэтажных перекрытий. Нужен шанцевый инструмент и дополнительные стройматериалы (стяжка или доски). Также потребуется гидроизоляционный слой в виде рубероида или другого аналогичного материала.
- минеральная вата . Правильный монтаж предполагает использование ручного инструмента для крепления каркаса. Минеральная вата очень просто устанавливается в заранее подготовленные ячейки, но требуется равномерное крепление по всей плоскости. Гидроизоляционный слой поверх утеплителя – обязательное условие продолжительной эксплуатации. Может использоваться для вертикальных и горизонтальных поверхностей.
Обратите внимание: занимаясь монтажом любого вида утеплителя важно помнить о гидро- и пароизоляции. Защитить отделку от прямого воздействия влаги очень важно.
- пенопласт. Плиты крепятся к поверхности дюбелями с «пятаками». Среди необходимых инструментов шуруповерт, перфоратор, строительный нож и дюбеля. Форма стройматериала и легкий вес позволяет даже самостоятельно выполнить весь объем работ за короткий период времени.
- пеностекло . Для плотного соединения с поверхностью используются механические крепления или же растворы (цемента, мастик и других клеевых составов). Выбор зависит от материала стен. Большой популярностью пользуются блоки, но также в ассортименте имеются плиты и гранулы.
Что выбрать
Ежегодно появляются новые стройматериалы на различных выставках. С их помощью можно значительно сократить расходы на энергоресурсы в холодное время года. Но какой же из них будет оптимальным решением по всем параметрам. Мнения экспертов во многом расходятся.
Подбор материала основывается на свойствах, стоимости и удобстве монтажа. Производители наносят определенную маркировку на изделия, что существенно упрощает выбор. Например, пенопласт для стен, пола или крыши отличается свойствами и имеет специальные отметки.
Многие отдают предпочтение минеральной вате в сухих помещениях, пенопласту в помещениях с повышенной влажностью, и напыляемым утеплителям для труднодоступных мест.
Какой утеплитель лучше: эковата, каменная вата или пенополистирол, смотрите в следующем видео:
Способность тел и веществ передавать внутреннюю энергию, определяемую в макропроцессах термином «тепловая энергия» называется теплопроводностью. В технике и строительстве теплопроводность внешних конструкций – один из самых важных нормируемых критериев.
Формула теплопроводности (Закон Фурье), который рассмотрен ниже более подробно, связывает величину передаваемой тепловой энергии за единицу времени сквозь единицу площади через коэффициент теплопроводности, который и служит базовой характеристикой строительных конструкций по их теплоотдаче.
Теплопроводность некоторых теплоизоляционных материалов делает их непригодными для применения в строительстве дома, хотя их другие показатели вполне приемлемы. Теплопроводность смесей и композиционных материалов, применяемых для сооружения домов как правило, выше, чем у других веществ, так как это свойство учитывается при разработке их составов.
Численно определить коэффициент теплопроводности материала можно с помощью специальных приборов и методик, которые обязательны для соблюдения существующих в России архитектурных норм.
Строительные теплоизоляционные материалы и их теплопроводность
Теплопроводность конструкции есть функция не только компонентов, входящих в его состав, важную роль играет пористость утеплителя, так как воздух – хороший теплоизолятор. Теплопередача пористых материалов значительно ниже, чем у монолитных.
Сравнение спектра свойств конструкционных изделий, куда входят: прочностные характеристики, допустимые нагрузки, теплопроводность материалов и требуемых толщин для соблюдения норм по теплопроводности приводит к выводу, что для возведения качественного современного дома требуется применение теплоизоляционных материалов с высокой изолирующей способностью на единицу объёма и массы.
Отдельным направлением при создании теплоизоляционных материалов является утепление трубопроводов. Трубы значительно влияют на полезный объём жилого пространства, поэтому значительное снижение толщин их теплоизоляции, требуемое для нормального функционирования системы – одно из важных требований современного дизайна.
Свойства окружающей среды и теплопередача
Теплопередача в строительных конструкциях зависит не только от свойств теплоизоляционных материалов и разницы температур, но и от параметров окружающей среды. Чем ниже точка росы, то есть, чем меньше в воздухе воды, тем ниже его теплопроводность. При этом холодный воздух всегда имеет меньшую точку росы.
Поэтому для того, чтобы улучшить теплоизоляцию жилого пространства применяют пароизоляционные материалы, действие которых основано на принципе мембран. Они отделяют влажный воздух с одной стороны теплоизоляционных материалов, от воздуха у их поверхности, чтобы таким образом значительно уменьшить теплопроводность стенки.
Сравнение толщин теплоизоляционных материалов, требуемых для обеспечения допустимых архитектурных норм возводимого дома с использованием пароизоляции и без неё приводит к однозначному выводу об однозначной необходимости использования предлагаемых мембранных тканей вместе с теплоизоляционными в стеновых и кровельных теплоизолирующих слоях.
Теплоизоляционные материалы, применяемые для обустройства труб систем отопления и систем водоснабжения, в основном представляют собой изделия из пористых материалов с низкой теплопроводностью, имеющих на своих поверхностях сплошные плёнки, полученные при экструзии, что в свою очередь обеспечивает постоянство точки росы внутри пор. Поэтому диаметр изделий для надёжной изоляции труб бывает значительно меньше, чем требовалось бы без наличия таких поверхностей.
Таблица теплопроводности
Теплопроводность некоторых материалов приведена в Таблице ниже. Информацию по другим строительным в строительстве изделиям можно найти в справочнике.
| Материал | Коэффициент теплопроводности | Требуемая толщина | |
| 1 | Пенополистирол ПСБ-С-25 | 0,042 | 124 |
| 2 | Минеральная вата Rockwool Facade Batts | 0,046 | 135 |
| 3 | Клееный деревянных брус или дерево-массив | 0,18 | 530 |
| 4 | Керамические блоки Протерм | 0,17 | 575 |
| 5 | Газопенобетонные блоки 400 кг/м3 | 0,18 | 610 |
| 6 | Полистиролбетонные блоки 500 кг/м3 | 0,19 | 643 |
| 7 | Газобетонные блоки 600 кг/м3 | 0,29 | 981 |
| 8 | Керамзитбетонные блоки 800 кг/м3 | 0,31 | 1049 |
| 9 | Керамзитный пустотный кирпич 1000 кг/м3 | 0,52 | 1530 |
| 10 | Глиняный строительный кирпич | 0,52 | 1530 |
| 11 | Силикатный строительный кирпич | 0,76 | 2236 |
| 12 | Железобетон (ГОСТ 26633) 2500 кг/м3 | 0,87 | 2560 |
| Наименование материала | Теплопроводность, Вт/м*К | Паропроницаемость, мг/м*ч*Па | Влагопоглощение, % | Группа горючести |
| Минвата | 0,037-0,048 | 0,49-0,6 | 1,5 | НГ |
| Пенопласт | 0,036-0,041 | 0,03 | 3 | Г1-Г4 |
| ППУ | 0,023-0,035 | 0,02 | 2 | Г2 |
| Пеноизол | 0,028-0,034 | 0,21-0,24 | 18 | Г1 |
| Эковата | 0,032-0,041 | 0,3 | 1 | Г2 |
Пенополистирол
Вспененный утеплитель на основе стирольных и бутадиенстирольных композиций. Обладает хорошими теплоизолирующими свойствами, применяется для изоляции стен и труб.
Экструзионные плиты
Разнообразные по основе (в основном – пенополиуретан и пенополистирол). Плиты имеют стыковочные пазы, что не требует их герметизации между собой. Это современные материалы, применяемые для утепления любых больших и плоских поверхностей.
Пенофол
Вспененный фольгированный полиэтилен. Обладает целым рядом преимуществ: эластичен, не пропускает воздух, обладает отражающей поверхностью. Применяется для теплоизоляции стен, труб, полов, обладает хорошими теплоизолирующими свойствами, но при этом «не дышит», иными словами, на его поверхности при большой разности температур может конденсироваться влага.
Минеральная вата
Волокнистый утеплитель из минеральных волокон. Широко применяется для утепления стен, перекрытий и крыш, незаменим для утепления сложных неплоских поверхностей. Может применяться в качестве обмотки для труб большого диаметра. Более эластична, чем базальтовая вата, обладает меньшим весом. По остальным характеристикам несколько хуже, за исключением цены.
Базальтовая вата
Один из самых современных премиальных листовых эластичных утеплителей. Несколько менее эластична по сравнению с минеральной ватой. Имеет больший удельный вес, большие транспортные габариты, более высокую стоимость.
Пенопласт
Вспененный пенополиуретан. Используется в виде плит, монтируемых «в стык». Применяется для утепления стен, полов и потолков, кровельных покрытий.
Сыпучие и органические материалы
Сыпучие и органические материалы (керамзит, шлак, опилки, стружка) применяются для засыпки полостей полые стены, перекрытия). Обладают целым рядом недостатков: гигроскопичность, уплотнение с течением времени, малая пароизоляционная способность. Основные преимущества – доступность и стоимость.
Сравнение паропроницаемости утеплителей
Наименование материала Теплопроводность, Вт/м*К Паропроницаемость, мг/м*ч*Па Влагопоглощение, %
Группа горючести
Минвата 0,037-0,048 0,49-0,6 1,5 НГ
Пенопласт 0,036-0,041 0,03 3 Г1-Г4
ППУ 0,023-0,035 0,02 2 Г2
Пеноизол 0,028-0,034 0,21-0,24 18 Г1
Эковата 0,032-0,041 0,3 1 Г2
Теплопроводный потенциал стен дома, равный сумме теплопроводностей всех слоёв их конструкции, делённых на их толщину показывает насколько данная конструкция может сохранять тепло.
Сравнительный анализ данных таблицы теплопроводности материалов и утеплителей позволяет проводить расчёты о их применимости в тех или иных случаях. Теплопроводность строительных материалов дома, как указывалось выше, зависит и от точки росы окружающей среды между его поверхностями.
Закон теплопроводности Фурье
В заключение несколько слов о теоретической основе явления теплопередачи т теплопроводности. Для расчёта коэффициента теплопроводности материалов используется закон Фурье, который описывает связь между скоростью прохождения тепловой энергии через единицу сечения.
Теплопроводность через коэффициент λ связана с физическими параметрами тела. Если в качестве теплопроводящего тела рассматривать параллелепипед, тогда количество тепла, проходящее через него в единицу времени можно описать следующей формулой (закон Фурье):
P=λ ×S∆T/l, где P - мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, T - разность температур граней, l - длина параллелепипеда (расстояние между гранями).
Иными словами, коэффициент, определённый с помощью замеров разницы температур, равен количеству тепла, которое проходит через квадратный сантиметр сечения материала в единицу времени.