Теплопроводность каменной ваты


Зачем нужна теплоизоляция?

Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:

  • Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.

фото: потери тепла дома

Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40%. Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.

  • Увеличение долговечности конструкций здания.

В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены.точка росы с утеплителем и без Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.

  • Шумоизоляция.

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

шумоизоляция стен утеплителем на основе ваты

  • Увеличение полезной площади зданий.

Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

  • Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

сравнение материалов по теплопроводности и толщине

Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.


Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и  подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.коэффициенты паропроницаемости утеплителей

А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

сравнение толщин материалов при одинаковой теплопроводности


А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

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

коэффициент теплосопротивления в регионах

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.

экологичность утеплителей

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.

коэффициенты теплопередачи утеплителей

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

Достоинства и недостатки утеплителей

  1. Пенополиуретанна сегодняшний день самый эффективный утеплитель.

    Пенополиуретан ППУ
    Виды ППУ

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

Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

  1. Пенополистирол (пенопласт) – востребован для использования в качестве утеплителя для помещений разных типов.пенопласт

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

Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

  1. Экструдированный пенополистирол – прочный и удобный материал, при необходимости элементов нужного размера легко разрезается ножом.экструдированный пенополистирол

Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации от -50⸰С до +75⸰С.

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


  1. Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.фото: базальтовая минвата

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

Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

  1. Эковата – утеплитель, выполненный на основе естественных материалов (волокна дерева и минералы). На сегодняшний день применяется довольно часто.эковата

Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

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

  1. Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.фото: изолон 8 мм

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

Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

  1. Пенофол – утеплитель, который отвечает многим требованиям, предъявляемым к качеству утеплителя и утепления различных помещений, а также конструкций и т.д.пенофол

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

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

Заключение

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

Источник: balkon4life.ru

Особенности теплопроводности

Теплопроводность каменной ватыПенополистирол хорошо сохраняет не только тепло, но и холод. Такие возможности объясняются благодаря его строению. В состав этого материала конструктивно входит огромное количество герметичных многогранных ячеек. Каждая имеет размер от 2 до 8 мм. И внутри каждой ячейки есть воздух, в составе 98%. Именно он и служит отличным теплоизолятором. Оставшиеся 2% всей массы материала приходится на полистирольные стенки ячеек.

В этом можно убедиться, если взять, например, кусок пенопласта. Толщиной 1 метр и площадью 1 квадратный метр. Одну сторону нагреть, а другую сторону оставить холодной. Разница между температурами будет десятикратная. Чтобы получить коэффициент теплопроводности, необходимо измерить количество теплоты, что переходит от теплой части листа на холодную.

Люди привыкли, постоянно интересоваться плотностью пенополистирола у продавцов. Все потому что плотность и тепло, тесно связаны между собой. На сегодняшний день современный пенопласт не требует проверки его плотности. Изготовление улучшенного утеплителя предусматривает добавление специальных графитовых веществ. Они делают коэффициент теплопроводности материала неизменным.

Сравнительный анализ основных технических характеристик базальтовой ваты и пенополистирола

Огнестойкость

По сравнению с пенополистиролом базальтовая вата обладает более высокой огнестойкостью. Волокна базальтовой ваты спекаются при температуре около 1500 градусов. Однако максимально допустимая температура использования этого теплоизоляционного материала в виде матов и плит ограничивается из-за связующих веществ, которые были использованы при формировании готовых изделий.  При температуре около 600 градусов связующие вещества разрушаются, а базальтовая плита или мат теряет свою целостность. Необходимо отметить, что пенопостирол без каких-либо последствий может выдержать  температуру, которая не превышает 75 градусов. 

Горючесть

Не меньшее значение имеют и такой показатель, как горючесть — способность материала к горению. Современные строительные материалы принято подразделять на:

  • негорючие (НГ) — способны выдержать воздействие очень высоких температур без воспламенения, потери прочности, деформации структуры и изменения других свойств. 
  • горючие (Г) — степень горючести определяется по таким показателям, как воспламеняемость, дымообразующая способность, распространение пламени, токсичность. 

При этом важно отметить, что если материалы класса НГ являются не только полностью пожаробезопасными, но и препятствуют распространению огня, то материалы класс Г представляют пожарную опасность всегда. 

Горючесть базальтовой ваты, в основе которой лежат неорганические материалы, которые по своей природе не могут гореть, определяется в зависимости от количества используемых при производстве утеплителя органических связующих веществ. Качественная базальтовая вата (например, торговой марки «Белтеп») содержит не более 4,5% связующих веществ, поэтому ей присваивается группа НГ. В случае более высокого содержания органических веществ группа горючесть базальтовой ваты меняется до группы Г1 (слабо горючие материалы) или Г2 (умеренно горючие материалы). 

Пенополистирол, независимо от вида материала, всегда относится к классу Г. При этом группа горючести этого теплоизоляционного материала может меняться от Г1 (слабо горючий материал) до Г4 (сильно горючий материал). 

Водопоглощение

Базальтовая вата обладает открытой пористостью, поэтому способна впитывать  влагу (до 2% по объему, и до 20% по массе). А поскольку вода является превосходным проводником тепла, при попадании влаги теплоизоляционные характеристики базальтовой ваты значительно ухудшаются (вплоть до полной непригодности). И хотя производители обрабатывают базальтовую вату гидрофобизирующими добавками, которые препятствуют впитыванию влаги, специалисты рекомендуют надежно защищать этот теплоизоляционный материал от воздействия влаги паро- и гидроизоляционными барьерами. 

В отличие от базальтовой ваты пенополистирол обладает закрытой замкнутой пористостью, поэтому характеризуется высоким сопротивлением капиллярному водопоглощению (до 0,4% по объему) и диффузии водяных паров.

Прочность

Под прочностными характеристиками подразумеваются такие показатели, как прочность материала на отрыв слоев, сжатие при 10% деформации, сдвиг/срез, изгиб и т.д. 

У базальтовой ваты прочностные характеристики зависят от плотности материала и количества связующих веществ. У пенополистирола эти показатели зависят исключительно от плотности материала. При этом пенополистирол характеризуется более высокими показателями прочности на сжатие при 10% деформации, чем базальтовая вата с меньшей плотностью (например, прочность на сжатие при 10% деформации пенополистирола плотностью 35-45 кг/м3 составляет около 0,25-0,50 МПа, в то время как у базальтовой ваты плотностью 80-190 кг/м3 этот показатель колеблется в пределах 0,15-0,70 МПа). Отметим, что у базальтовой ваты плотностью 11-70 кг/м3 измеряются не прочностные характеристики, а значение сжимаемости под нагрузкой 2000 Па. 

Теплопроводность

Одним из важнейших показателей любого теплоизоляционного материала является его теплопроводность. Исследования показали, что оба рассматриваемых нами материала имеют практически одинаковые показатели теплопроводности: у базальтовой ваты — 0,033-0,043 Вт/м•°C, у пенополистирола — 0,028-0,040 Вт/м•°C. Отметим, притом, что наименьший показатель теплопроводности имеет воздух (0,026 Вт/м•°C), и один, и второй теплоизоляционный материал является эффективным утеплителем. 

Теплопроводность понятие и теория

Теплопроводность представляет собой процесс перемещения тепловой энергии от прогретых частей к холодным. Обменные процессы происходят до полного равновесия температурного значения.

Теплопроводность каменной ваты

Комфортный микроклимат в доме зависит от качественной теплоизоляции всех поверхностей

Процесс теплопередачи характеризуется промежутком времени, в течение которого выравниваются температурные значения. Чем больше времени проходит, тем ниже теплопроводность строительных материалов, свойства которых отображает таблица. Для определения данного показателя применяется такое понятие как коэффициент теплопроводности. Он определяет, какое количество тепловой энергии проходит через единицу площади определенной поверхности. Чем данный показатель больше, тем с большей скоростью будет остывать здание. Таблица теплопроводности нужна при проектировании защиты постройки от теплопотерь. При этом можно снизить эксплуатационный бюджет.

Теплопроводность каменной ваты

Потери тепла на разных участках постройки будут отличаться

Теплопроводность пенопласта от 50 мм до 150 мм считаем теплоизоляцию

Пенополистирольные плиты, именуемые в просторечье пенопласт – это изоляционный материал, как правило, белого цвета. Изготавливают его из полистирола термального вспучивания. На вид пенопласт представлен в виде небольших влагостойких гранул, в процессе плавления при высокой температуре выплавляется в одно целое, плиту. Размеры частей гранул считаются от 5 до 15 мм. Выдающаяся теплопроводность пенопласта толщиной 150 мм, достигается за счет уникальной структуры – гранул.

У каждой гранулы есть огромное количество тонкостенных микро ячеек, которые в свою очередь во много раз повышают площадь соприкосновения с воздухом. Можно с уверенность сказать, что пенопласт практически весь состоит из атмосферного воздуха, приблизительно на 98%, в свою очередь этот факт являет собой их предназначение – теплоизоляция зданий как снаружи, так и внутри.

Всем известно, еще из курсов физики, атмосферный воздух, является основным изолятором тепла во всех теплоизоляционных материалах, находится в обычном и разреженном состоянии, в толще материала. Тепло-сбережение, основное качество пенопласта.

Как было сказано раньше, пенопласт практически на 100% состоит из воздуха, а это в свою очередь определяет высокую способность пенопласта сохранять тепло. А связанно это с тем, что у воздуха самая низкая теплопроводность. Если посмотреть на цифры, то мы увидим, что теплопроводность пенопласта выражена в промежутке значений от 0,037Вт/мК до 0,043Вт/мК. Это можно сопоставить с теплопроводность воздуха — 0,027Вт/мК.

Теплопроводность каменной ваты

В то время как теплопроводность популярных материалов, таких как дерево (0,12Вт/мК), красный кирпич (0,7Вт/мК), керамзитная глина (0,12 Вт/мК) и других, используемых для строительства, намного выше.

Поэтому самым эффективным материалом из немногих для теплоизоляции наружных и внутренних стен здания принято считать пенопласт. Затраты на отопление и охлаждение жилых помещений значительно сокращаются благодаря применению пенопласта в строительстве.

Превосходные качества пенополистирольных плит нашли свое применение и в других видах защиты, например: пенопласт, так же служит для защиты от промерзания подземных и наружных коммуникаций, за счет чего их эксплуатационный срок увеличивается в разы. Пенопласт применяют и в промышленном оборудовании (холодильные машины, холодильные камеры) и в складских помещениях.

Теплопроводность каменной ваты

Основные характеристики утеплителей

Предоставим для начала характеристики наиболее популярных теплоизоляционных материалов, на которые в первую очередь стоит обратить свое внимание при выборе. Сравнение утеплителей по теплопроводности следует производить только на основе назначения материалов и условий в помещении (влажность, наличие открытого огня и т.д.)

Мы расположили далее в порядке значимости основные характеристики утеплителей.

Теплопроводность каменной ваты

Сравнение строительных материалов

Теплопроводность. Чем ниже данный показатель, тем меньше требуется слой теплоизоляции, а значит, сократятся и расходы на утепление.

Влагопроницаемость. Меньшая проницаемость материала парами влаги снижает при эксплуатации негативное воздействие на утеплитель.

Пожаробезопасность. Теплоизоляция не должна гореть и выделять ядовитые газы, особенно при утеплении котельной или печной трубы.

Долговечность. Чем больше срок эксплуатации, тем дешевле он вам обойдется при эксплуатации, так как не потребует частой замены.

Экологичность. Материал должен быть безопасным для человека и окружающей природы.

Теплопроводность каменной ваты

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Пенополистирол (пенопласт)

Теплопроводность каменной ваты

Плиты пенополистирола (пенопласта)

Это самый популярный теплоизоляционный материал в России, благодаря своей низкой теплопроводности, невысокой стоимости и легкости монтажа. Пенопласт изготавливается в плитах толщиной от 20 до 150 мм путем вспенивания полистирола и состоит на 99% из воздуха. Материал имеет различную плотность, имеет низкую теплопроводность и устойчив к влажности.

Благодаря своей низкой стоимости пенополистирол имеет большую востребованность среди компаний и частных застройщиков для утепления различных помещений. Но материал достаточно хрупкий и быстро воспламеняется, выделяя токсичные вещества при горении. Из-за этого пенопласт использовать предпочтительнее в нежилых помещениях и при теплоизоляции не нагружаемых конструкций — утепление фасада под штукатурку, стен подвалов и т.д.

Экструдированный пенополистирол

Теплопроводность каменной ваты

Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)

Экструзия (техноплэкс, пеноплэкс и т.д.) не подвергается воздействию влаги и гниению. Это очень прочный и удобный в использовании материал, который легко режется ножом на нужные размеры. Низкое водопоглощение обеспечивает при высокой влажности минимальное изменение свойств, плиты имеют высокую плотность и сопротивляемость сжатию. Экструдированный пенополистирол пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.

Все эти характеристики, наряду с низкой теплопроводностью в сравнении с прочими утеплителями делает плиты техноплэкса, URSA XPS или пеноплэкса идеальным материалом для утепления ленточных фундаментов домов и отмосток. По заверениям производителей лист экструзии толщиной в 50 миллиметров, заменяет по теплопроводности 60 мм пеноблока, при этом материал не пропускает влагу и можно обойтись без дополнительной гидроизоляции.

Минеральная вата

Теплопроводность каменной ваты

Плиты минеральной ваты Изовер в упаковке

Минвата (например, Изовер, URSA, Техноруф и т.д.) производится из натуральных природных материалов – шлака, горных пород и доломита по специальной технологии. Минеральная вата имеет низкую теплопроводность и абсолютно пожаробезопасна. Выпускается материал в плитах и рулонах различной жесткости. Для горизонтальных плоскостей используются менее плотные маты, для вертикальных конструкций используют жесткие и полужесткие плиты.

Однако, одним из существенных недостатков данного утеплителя, как и базальтовой ваты является низкая влагостойкость, что требует при монтаже минваты устройства дополнительной влаго- и пароизоляции. Специалисты не рекомендуют использовать минеральная вату для утепления влажных помещений – подвалов домов и погребов, для теплоизоляции парилки изнутри в банях и предбанников. Но и здесь ее можно использовать при должной гидроизоляции.

Базальтовая вата

Теплопроводность каменной ваты

Плиты базальтовой ваты Роквул в упаковке

Данный материал производится расплавлением базальтовых горных пород и раздуве расплавленной массы с добавлением различных компонентов для получения волокнистой структуры с водоотталкивающими свойствами. Материал не воспламеняется, безопасен для здоровья человека, имеет хорошие показатели по теплоизоляции и звукоизоляции помещений. Используется, как для внутренней, так и для наружной теплоизоляции.

При монтаже базальтовой ваты следует использовать средства защиты (перчатки, респиратор и очки) для защиты слизистых оболочек от микрочастиц ваты. Наиболее известная в России марка базальтовой ваты – это материалы под маркой Rockwool. При эксплуатации плиты теплоизоляции не уплотняются и не слеживаются, а значит, прекрасные свойства низкой теплопроводности базальтовой ваты со временем остаются неизменными.

Пенофол, изолон (вспененный полиэтилен)

Теплопроводность каменной ваты

Пенофол и изолон – это рулонные утеплители толщиной от 2 до 10 мм, состоящие из вспененного полиэтилена. Материал также выпускается со слоем фольги с одной стороны для создания отражающего эффекта. Утеплитель имеет толщину в несколько раз тоньше представленных ранее утеплителей, но при этом сохраняет и отражает до 97% тепловой энергии. Вспененный полиэтилен имеет длительный срок эксплуатации и экологически безопасен.

Изолон и фольгированный пенофол – легкий, тонкий и очень удобный в работе теплоизоляционный материал. Используют рулонный утеплитель для теплоизоляции влажных помещений, например, при утеплении балконов и лоджий в квартирах. Также применение данного утеплителя поможет вам сберечь полезную площадь в помещении, при утеплении внутри. Подробнее об этих материалах читайте в разделе «Органическая теплоизоляция».

Отличительные особенности утеплителя из ППЭ

Технические характеристики

Теплоизоляция из вспененного полиэтилена представляет собой изделия с закрытопористой структурой, мягкие и эластичные, имеющие соответствующую своему назначению форму. Они обладают рядом свойств, характеризующих газонаполненные полимеры:

  • Плотностью от 20-ти до 80-ти кг/м3,
  • Диапазоном рабочих температур от -60-ти до +100 0C,
  • Отличной влагостойкостью, при которой влагопоглощение составляет не более 2 % объёма, и практически абсолютной паронепроницаемостью,
  • Высоким показателем шумопоглощения уже при толщине, больше либо равной 5-ти мм,
  • Стойкостью к большинству химически активных веществ,
  • Отсутствием гниения и поражения грибком,
  • Очень продолжительным сроком эксплуатации, в некоторых случаях достигающим более 80-ти лет,
  • Нетоксичностью и экологической безопасностью.

Но самой важной характеристикой материалов из пенополиэтилена является очень малая теплопроводность, благодаря которой они могут использоваться в теплоизоляционных целях. Как известно, лучше всего сохраняет тепло воздух, а его в этом материале предостаточно

Коэффициент теплоотдачи утеплителя из вспененного полиэтилена составляет всего 0,036 Вт/м2 * 0C (для сравнения теплопроводность железобетона – около 1,69, гипсокартона – 0,15, дерева – 0,09, минеральной ваты – 0,07 Вт/м2 * 0C).

ИНТЕРЕСНО! Теплоизоляция из вспененного полиэтилена слоем толщиной 10 мм способна заменить 150-тимиллиметровую толщину кирпичной кладки.

Область применения

Теплопроводность каменной ватыУтеплитель из вспененного полиэтилена широко применим в новом и реконструктивном строительстве объектов жилого и производственного комплекса, а также автомобиле- и приборостроении:

  • Для уменьшения теплопередачи путем конвекции и теплового излучения от стен, полов и кровель,
  • В качестве отражающей изоляции для увеличения теплоотдачи отопительных систем,
  • Для защиты трубных систем и магистралей разного назначения,
  • В виде утепляющей прокладки для различных щелей и проемов,
  • Для изолирования вентиляционных и кондиционирующих систем.

Кроме этого, пенополиэтилен используется как упаковочный материал для транспортировки продукции, требующей тепловой и механической защиты.

Вреден ли вспененный полиэтилен?

Сторонники использования в строительстве натуральных материалов могут говорить о вредности химически синтезированных веществ. Действительно, при нагревании выше 120 0C вспененный полиэтилен превращается в жидкую массу, которая может быть токсичной. Но в стандартных бытовых условиях он абсолютно безвреден. Более того, утеплительные материалы из пенополиэтилена по большинству показателей превосходят дерево, железо и камень Строительные конструкции с их применением обладают легкостью, теплом и низкой себестоимостью.

Теплопроводность пенополистирола в сравнении

Если сравнить пенопласт со многими другими строительными материалами, можно сделать колоссальные выводы.

Показатель теплопроводности пенопласта оставляет от 0,028 до 0,034 ватта на метр/Кельвин. Если плотность увеличивается, теплоизоляционные свойства экструзионного пенополистирола без графитовых добавок уменьшаются.

Слой экструзионного пенопласта в 2 см способен удержать тепло, как слой минеральной ваты в 3,8 см, как обычный пенопласт, слоем 3 см или как деревянная доска, толщина которой составляет 20 см. Для кирпича эти способности приравниваются к толщине стенки в 37 см. Для пенобетона – 27 см.

Показатели для разных марок пенополистирола

Из приведенной упрощенной формулы можно заключить, что чем тоньше лист утеплителя, тем меньшей эффективностью он обладает. Но кроме обычных геометрических параметров на конечный результат оказывает влияние и плотность пенопласта, хоть и незначительно – всего в пределах 1-5 тысячных долей. Для сравнения возьмем две близкие по марке плиты:

  • ПСБ-С 25 проводит 0,039 Вт/м·°С.
  • ПСБ-С 35 при большей плотности – 0,037 Вт/м·°С.

А вот с изменением толщины разница становится куда более заметной. К примеру, у самых тонких листов в 40 мм при плотности 25 кг/м 3 показатель теплопроводности может составлять 0,136 Вт/м·°С, а 100 мм того же пенополистирола пропускают всего 0,035 Вт/м·°С.

Теплопроводность каменной ваты

Сравнение с другими материалами

Средняя теплопроводность ПСБ лежит в пределах 0,037-0,043 Вт/м·°С, на него и будем ориентироваться. Здесь пенопласт в сравнении с минватой из базальтовых волокон, кажется, выигрывает незначительно – у нее примерно те же показатели. Правда, при вдвое большей толщине (95-100 мм против 50 мм у полистирола). Также принято сопоставлять проводимость утеплителей с различными стройматериалами, необходимыми для возведения стен. Хотя это и не слишком корректно, но весьма наглядно:

1. Красный керамический кирпич имеет коэффициент теплопередачи 0,7 Вт/м·°С (в 16-19 раз больше, чем у пенопласта). Проще говоря, чтобы заменить 50 мм утеплителя понадобится кладка толщиной около 80-85 см. Силикатного и вовсе нужно не меньше метра.

2. Массив дерева в сравнении с кирпичом в этом плане получше – здесь всего 0,12 Вт/м·°С, то есть втрое выше, чем у пенополистирола. В зависимости от качества леса и способа возведения стен, эквивалентом ПСБ толщиной 5 см может стать сруб шириной до 23 см.

Теплопроводность каменной ваты

Куда логичнее сравнивать стиролы не с минватой, кирпичом или деревом, а рассматривать более близкие материалы – пенопласт и Пеноплекс. Оба они относятся к вспененным полистиролам и даже изготавливаются из одних и тех же гранул. Вот только разница в технологии их «склеивания» дает неожиданные результаты. Причина в том, что шарики стирола для производства Пеноплекса с введением порообразователей одновременно обрабатываются давлением и высокой температурой. В итоге пластичная масса приобретает большую однородность и прочность, а пузырьки воздуха равномерно распределяются в теле плиты. Пенопласт же просто обдается паром в форме, как поп-корн, поэтому связи между вспученными гранулами оказываются слабее.

Как следствие, теплопроводность Пеноплекса – экструдированного «родственника» ПСБ – тоже заметно улучшается. Она соответствует показателям 0,028-0,034 Вт/м·°С, то есть 30 мм хватит, чтобы заменить 40 мм пенопласта. Однако сложность производства увеличивает и стоимость ЭППС, так что на экономию рассчитывать не стоит. Кстати, здесь есть один любопытный нюанс: обычно экструдированный пенополистирол немного теряет в эффективности при увеличении плотности. Но при введении в состав Пеноплекса графита эта зависимость практически исчезает.

Теплопроводность каменной ваты

Цены на листы пенопласта 1000х1000 мм (рубли):

Что нужно знать о теплопроводности пенопласта

Способность материала к теплопередаче, проводить или задерживать тепловые потоки принято оценивать коэффициентом теплопроводности. Если посмотреть на его размерность – Вт/м∙С о , то становится понятным, что это величина удельная, то есть определенная для следующих условий:

  • Отсутствие влаги на поверхности плиты, то есть коэффициент теплопроводности пенопласта из справочника — это величина, определенная в идеально сухих условиях, которых в природе практически не существует, разве что в пустыне или в Антарктиде;
  • Значение коэффициента теплопроводности приведено к толщине пенопласта в 1 метр, что очень удобно для теории, но как-то не впечатляет для практических расчетов;
  • Результаты измерения теплопроводности и теплопередачи выполнены для нормальных условий при температуре 20 о С.

Согласно упрощенной методике, при расчетах термического сопротивления слоя пенопластового утеплителя нужно умножить толщину материала на коэффициент теплопроводности, затем умножить или разделить на несколько коэффициентов, используемых для того, чтобы учесть реальные условия работы теплоизоляции. Например, сильное обводнение материала, или наличие мостиков холода, или способ монтажа на стены здания.

Насколько теплопроводность пенопласта отличается от других материалов, можно увидеть в приведенной ниже сравнительной таблице.

Теплопроводность каменной ваты

На самом деле не все так просто. Для определения значения теплопроводности можно составить своими руками или использовать готовую программу для расчета параметров утепления. Для небольшого объекта обычно так и поступают. Частник или самозастройщик может вообще не интересоваться теплопроводностью стен, а уложить утепление из пенопластового материала с запасом в 50 мм, что будет вполне достаточно для самых суровых зим.

Теплопроводность каменной ваты

Большие строительные компании, выполняющие утепление стен на площади десятков тысяч квадратов, предпочитают поступать более прагматично. Выполненный расчет толщины утепления используется для составления сметы, а реальные значения теплопроводности получают на натурном объекте. Для этого наклеивают на участок стены несколько различных по толщине листов пенопласта и измеряют реальное термосопротивление утеплителя. В результате удается рассчитать оптимальную толщину пенопласта с точностью до нескольких миллиметров, вместо приблизительных 100 мм утеплителя можно уложить точное значение 80 мм и сэкономить немалую сумму средств.

Насколько выгодно использование пенопласта в сравнении с типовыми материалами, можно оценить из приведенной ниже диаграммы.

Использование значений теплопроводности на практике

Материалы, используемые в строительстве, могут быть конструкционными и теплоизолирующими.

Теплопроводность каменной ваты

Существует огромное количество материалов с теплоизолирующими свойствами

Самое большое значение теплопроводности у конструкционных материалов, которые используются при возведении перекрытий, стен и потолков. Если не использовать сырье с теплоизолирующими свойствами, то для сохранения тепла потребуется монтаж толстого слоя утеплителя для возведения стен.

Теплопроводность каменной ваты

Часто для утепления строений используются более простые материалы

Поэтому при возведении постройки стоит использовать дополнительные материалы. При этом значение имеет теплопроводность строительных материалов,  таблица показывает все значения.

Теплопроводность каменной ваты

В некоторых случаях более эффективным считается утепление снаружи

Какая теплопроводность у пенопласта Свойства и характеристики

Теплопроводность каменной ваты

Теплопроводность – величина, обозначающая количество тепла (энергии), проходящего за час сквозь 1 м любого тела при определенной разнице температур с одной и другой его стороны. Она измеряется и рассчитывается для нескольких исходных условий эксплуатации:

  • При 25±5 °С – это стандартный показатель, закрепленный в ГОСТах и СНиП.
  • «А» – так обозначается сухой и нормальный режим влажности в помещениях.
  • «Б» – в эту категорию относят все прочие условия.

Собственно теплопроводность гранул пенопласта, спрессованных в легкую плиту, не так важна сама по себе, как в связке с толщиной утеплителя. Ведь основная цель – добиться оптимального уровня сопротивления всех слоев стены в соответствии с требованиями для конкретного региона. Для получения первоначальных цифр достаточно будет воспользоваться самой простой формулой: R = p÷k.

  • Сопротивление теплопередаче R можно найти в специальных таблицах СНиП 23-02-2003, к примеру, для Москвы принимают 3,16 м·°С/Вт. И если основная стена по своим характеристикам недотягивает до этого значения, разницу должен перекрыть именно утеплитель (минвата или тот же пенопласт).
  • Показатель р – обозначает искомую толщину изолирующего слоя, выраженную в метрах.
  • Коэффициент k – как раз и дает представление о проводимости тел, на которую мы ориентируемся при выборе.

Теплопроводность самого материала проверяют с помощью нагрева одной стороны листа и измерения количества энергии, переданной методом кондукции на противоположную поверхность в единицу времени.

Особенности производства базальтовой ваты и пенополистирола

Производство базальтовой ваты основано на расплаве горных пород габбро-базальтовой группы. Расплав происходит в печах при температурах свыше 1500 градусов. Получившийся расплав преобразовывается в тонкие волокна, из которых формируется минераловатный ковер. Затем минераловатный ковер обрабатываются связующими веществами и проводят термическую обработку в полимеризационной камере, в результате чего получаются готовые изделия — маты и плиты. 

Пенополистирол представляет собой легкий газонаполненный материал на основе полистирола, который характеризуется равномерной структурой, состоящей из маленьких (0,1-0,2 мм) полностью закрытых ячеек. На сегодняшний день строительный рынок предлагает два вида этого материала: обычный и экструдированный пенополистирол. Основное различие этих двух видов пенополистирола состоит в технологии производства, и, как следствии, свойствах готовой продукции. 

 Обычный пенополистирол формируется методом спекания гранул под воздействием высоких температур.

Экструдированный пенополистирол изготавливается методом вспучивания и сваривания гранул под воздействие горячего пара или воды (температура 80-100 градусов) и последующим выдавливанием через экструдер.

Основное отличие эсктрудированного пенополистирола от обычного заключается в более высоких показателях жесткости и меньшем водопоглащении. Еще одно различие обусловлено технологией производства — ограничение толщины плит (максимум 100 мм), изготавливаемых из экструдированного пенополистирола. 

Теплопроводность пенопласта

Основной характеристикой, благодаря которой пенополистирол получил широкое признание в качестве материала для утепления №1, является сверхнизкая теплопроводность пенопласта. Относительно небольшая прочность материала с лихвой компенсируется такими преимуществами, как стойкость к воздействию большинства агрессивных соединений, небольшой вес, нетоксичность и безопасность при работе. Хорошие теплоизолирующие свойства пенопласта дают возможность обустроить утепление дома по относительно небольшой цене, при этом долговечность такого утепления рассчитана на срок не менее 25 лет службы.

Теплопроводность каменной ваты

Основные виды утеплителей, применяемые для снижения теплопотерь

Для проведения теплоизоляционных мероприятий любых видов применяются следующие разновидности изоляторов:

  • пенополистирол экструзивного получения (XPS), относится к производным полистирола (представлен различными выпускающими предприятиями, имеет множество брендов);
  • пенопласт, его производство тоже подразумевает обработку полистирола, но по другой технологии (имеет достаточное количество производителей, разбивка по брендам не четкое, позиционируется, как «пенопласт»).
  • минеральная или базальтовая вата, коренным образом отличается от полистирольной продукции и выступает основным конкурентом вспененных полистиролов (представлена на рынке изолирующих товаров большим числом производителей).

Число производственных компаний, как отечественных, так и иностранных, измеряется десятками. При выборе продукции требуется опираться на физические свойства каждого, отдельно взятого товара.

Стирекс или пеноплекс

Теплопроводность каменной ватыСтирекс является экструзивным пенополистиролом, как и пеноплекс. По своей сути применимость стирекса оправдана там, где и применимость пеноплекса, то есть не существует решающих различий. Предпочтение может быть отдано одному материалу, только в случае удобства раскроя данной размерности плит, для сокращения отходов и в случае повышенных требований по прочности, так как стирекс обладает лучшей прочностью на изгиб.

Физические свойства стирекса:

  • плотность – 0.35-0.38 кг/м3;
  • теплопроводность – 0.027 Вт/м*К;
  • поглощаемость влаги, не более – 0.2%;
  • прочность на сжатие – 0.25МПа;
  • прочность на изгиб – 0.4-0.7;
  • паропроницаемость – 0.019-0.020мг/час*м*Па.

При больших дельтах наружных и внутренних температур, несколько меньшая теплопроводность стирекса делает этот материал более выгодным, однако при разнице в среднем 0.003 Вт/м*К это будет малозаметным.
Производство утеплителей торговой марки Стирекс находится в Украине.

Источник: mr-build.ru

Типы минераловатных плит

Действующий в настоящее время ГОСТ 52953-2008 делит минеральную вату на три вида:

  • стеклянную (стекловату);
  • каменную (базальтовую) минвату;
  • шлаковую.

Коэффициент теплопроводности минваты. СтекловатаСтекловата – это прежде всего бюджетный вид утеплителя, имеющий высокую плотность и упругость. В данном случае теплопроводность минеральной ваты составляет 0,03–0,052 Вт/(м°C). Для её изготовления используют те же материалы, что и для получения обычного стекла – соду, песок, буру, известняк и доломит. К очевидным плюсам выбора стекловаты относят не только ее небольшую теплопроводность, но и сравнительно невысокую стоимость, к минусам – вредное влияние на кожу и органы дыхания.

Коэффициент теплопроводности минваты. ШлаковатаДля изготовления шлаковаты применяют доменный шлак. При этом показатель теплопроводности материала выше, чем у стекловаты, но всё равно достаточно низкий – на уровне 0,46-0,48 Вт/(м°C). Плюсы минеральной ваты можно перечислять достаточно долго, но основные – это относительно невысокая стоимость, простота монтажа и высокий коэффициент звукопоглощения, среди минусов выделяют – высокую гигроскопичность материала, из-за которой он легко впитывает влагу.

Коэффициент теплопроводности минваты. Каменная ватаКаменную минвату получают из расплавов изверженных горных пород – прежде всего из базальта. Именно поэтому данный материал иногда еще называют базальтовой ватой. Её теплопроводность изменяется в более широких диапазонах, по сравнению с другими видами минваты, от 0,032 до 0,046 Вт/(м°C), поэтому популярным данный вид ваты при использовании в качестве утеплителя назвать сложно. При этом базальтовая вата считается самой прочной среди аналогов и меньше всего подвержена воздействию влаги. Однако стоит она дороже, чем остальные виды минеральной ваты.

Таблица характеристик

Значение теплопроводности минераловатной плиты, в первую очередь, зависит от выбранного материала. Толщина материала не имеет значения для коэффициента, однако напрямую она связана с уровнем защиты ограждающих конструкций. Поэтому для полов, перегородок и межэтажных перекрытий, теплопотери через которые ниже, чем на других участках, применяются минераловатные плиты толщиной до 50 мм. Такое же значение допустимо и для внутреннего утепления (но уже по причине экономии места). Фасады и скатные крыши утепляют минватой толщиной от 100 до 200 мм.

Табл. 1. Теплопроводность и другие показатели и минераловатных плит.

Параметр Шлаковата Стекловата Каменная вата
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м°C) 0,46 – 0,48 0,038 – 0,046 0,032 – 0,046
Температурный диапазон использования, °С –60 – +250 –60 – +450 –180 – +600
Коэффициент звукопоглощения 0,75 – 0,82 0,8 – 0,92 0,75 – 0,95
Водопоглощение, % в сутки до 1,9 до 1,7 до 1,0
Теплоемкость, Дж/кг°C 1000 1050 1050

Изменение теплопроводности минваты при намокании

Одним из главных минусов любой минеральной ваты является высокий уровень гигроскопичности. Из-за этого при попадании влаги на такой материал заметно повышаются показатели теплопроводности минваты – так, повышение влажности всего на 5% ухудшает теплоизоляционные характеристики материала почти на 50 процентов. В тех случаях, когда попавшая внутрь минваты влага замерзает, утеплитель может деформироваться, тем самым снизив ее эксплуатационные характеристики ещё больше.

Коэффициент теплопроводности минваты. Минвата при намокании

Меньше всего при повышении влажности изменяется теплопроводность минеральной ваты сделанной из базальта и других горных пород. Минимальная гигроскопичность и высокая паропроницаемость материала (водопоглощение не превышает 1% по объёму) приводит к тому, что избыток влаги не скапливается внутри минераловатных плит, а просто испаряется из них. Это позволяет применять материал для наружного утепления (на фасадах здания, кровле) и для снижения теплопотерь через полы первого этажа.

Стекловату часто применяют для теплоизоляции скатных кровель, вентилируемых фасадов и полов, для повышения звукоизоляции внутренних стен и перегородок. При использовании в качестве наружного утепления данный вид минваты требует полной изоляции от влаги. Примерно такими же характеристиками обладает шлаковая вата. Хотя её водопоглощение ещё выше, и для теплоизоляции крыши и фасада она не подходит – то же самое касается и установки в помещениях с высокой влажностью.

Коэффициент теплопроводности минваты. Минвата при утеплении кровли

Связь ветрозащиты с теплопроводностью

Для внутреннего утепления стен, перегородок и перекрытий, при использовании минераловатных плит любого типа, проблемы с влажностью, как правило, не возникают. Однако создаваемая на их основе теплоизоляция фасадов нередко приводит к таким последствиям:

  1. Поток воздуха изнутри помещения проходит через утеплитель, незначительно снижая теплоизоляционные характеристики конструкции и изменяя положение «точки росы».
  2. Воздушный поток снаружи тоже попадает внутрь минераловатной плиты и имея влажность в пределах 80–100% напитывает материал.
  3. Теплопроводность влажной минваты заметно увеличивается. Особенно заметно это у шлаковаты, теряющей при этом до 55% своих характеристик.

Схема утепления кровли и установки ветрозащиты

Снижение теплопроводности будет ещё больше, если внешний слой материала имеет зазоры. Таким образом, отсутствие ветрозащиты приводит не только к выдуванию тепла из стен, но и к попаданию внутрь теплоизоляции атмосферной влаги (повышающейся во время дождя, снега или града). Для того чтобы избежать такой ситуации требуется обязательное применение ветрозащитных конструкций.

Коэффициент теплопроводности минваты. ВетрозащитаИспользование ветрозащиты целесообразно в таких ситуациях, когда для утепления применяются материалы с низкой плотностью, к которым как раз и относятся минераловатные плиты. Дополнительными факторами является и высота ограждающих конструкций больше 7 м, скорость ветра выше 8 м/с (или 28 км/ч), а также наличие в обшивке зазоров толщиной больше 2 мм.

Вывод

Правильное использование теплопроводности, как одного из параметров минеральной ваты, позволяет подбирать толщину внутренней или наружной теплоизоляции с учётом поставленных требований. Корректно подобранные характеристики материала дают возможность поддерживать оптимальные микроклиматические условия внутри утепляемых помещений с минимальными затратами на отопление. Но для того чтобы такая защита прослужила как можно дольше, требуется не только использовать подходящий вид минераловатной плиты (для установки снаружи – утеплитель базальтовый, для внутреннего монтажа – стекловата или шлаковая вата), но и предотвратить попадание внутрь материала влаги.

Одним из способов сохранения эксплуатационных характеристик минваты является обустройство ветрозащиты, то есть монтаж специальной плёнки. Её закрепляют прямо поверх утеплителя, устраивая между слоем ветрозащиты и минераловатными плитами вентиляционный зазор. Для повышения уровня защищённости теплоизоляции, отдельные полотна края плёнки склеиваются с помощью специальной соединительной ленты. Результатом станет повышение надёжности и долговечности теплоизоляции, а значит и дополнительная экономия на отоплении.

Источник: uteplix.com


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.