Какой толщины должен быть утеплитель, сравнение теплопроводности материалов.

Необходимость использования Систем теплоизоляции WDVS вызвана высокой экономической эффективностью.

Вслед за странами Европы, в Российской Федерации приняли новые нормы теплосопротивления ограждающих и несущих конструкций, направленные на снижение эксплуатационных расходов и энергосбережение. С выходом СНиП II-3-79*, СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" прежние нормы теплосопротивления устарели. Новыми нормами предусмотрено резкое возрастание требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Теперь прежде использовавшиеся подходы в строительстве не соответствуют новым нормативным документам, необходимо менять принципы проектирования и строительства, внедрять современные технологии.

Как показали расчёты, однослойные конструкции экономически не отвечают принятым новым нормам строительной теплотехники. К примеру, в случае использования высокой несущей способности железобетона или кирпичной кладки, для того, чтобы этим же материалом выдержать нормы теплосопротивления, толщину стен необходимо увеличить соответственно до 6 и 2,3 метров, что противоречит здравому смыслу. Если же использовать материалы с лучшими показателями по теплосопротивлению, то их несущая способность сильно ограничена, к примеру, как у газобетона и керамзитобетона, а пенополистирол и минвата, эффективные утеплители, вообще не являются конструкционными материалами. На данный момент нет абсолютного строительного материала, у которого бы была высокая несущая способность в сочетании с высоким коэффициентом теплосопротивления.

Чтобы отвечать всем нормам строительства и энергосбережения необходимо здание строить по принципу многослойных конструкций, где одна часть будет выполнять несущую функцию, вторая - тепловую защиту здания. В таком случае толщина стен остаётся разумной, соблюдается нормированное теплосопротивление стен. Системы WDVS по своим теплотехническим показателям являются самыми оптимальными из всех представленных на рынке фасадных систем.

Таблица необходимой толщины утеплителя для выполнения требований действующих норм по теплосопротивлению в некоторых городах РФ:


Таблица, где: 1 - географическая точка 2 - средняя температура отопительного периода 3 - продолжительность отопительного периода в сутках 4 - градусо-сутки отопительного периода Dd, °С * сут 5 - нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq, м2*°С/Вт стен 6 - требуемая толщина утеплителя

Условия выполнения расчётов для таблицы:

1. Расчёт основывается на требованиях СНиП 23-02-2003
2. За пример расчёта взята группа зданий 1 - Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития.
3. За несущую стену в таблице принимается кирпичная кладка толщиной 510 мм из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе l = 0,76 Вт/(м * °С)
4. Коэффициент теплопроводности берётся для зон А.
5. Расчётная температура внутреннего воздуха помещения + 21 °С "жилая комната в холодный период года" (ГОСТ 30494-96)
6. Rreq рассчитано по формуле Rreq=aDd+b для данного географического места
7. Расчёт: Формула расчёта общего сопротивления теплопередаче многослойных ограждений:
R0= Rв + Rв.п + Rн.к + Rо.к + Rн Rв - сопротивление теплообмену у внутренней поверхности конструкции
Rн - сопротивление теплообмену у наружной поверхности конструкции
Rв.п - сопротивление теплопроводности воздушной прослойки (20 мм)
Rн.к - сопротивление теплопроводности несущей конструкции
Rо.к - сопротивление теплопроводности ограждающей конструкции
R = d/l d - толщина однородного материала в м,
l - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м * °С)
R0 = 0,115 + 0,02/7,3 + 0,51/0,76 + dу/l + 0,043 = 0,832 + dу/l
dу - толщина теплоизоляции
R0 = Rreq
Формула расчёта толщины утеплителя для данных условий:
dу = l * (Rreq - 0,832)

а) - за среднюю толщину воздушной прослойки между стеной и теплоизоляцией принято 20 мм
б) - коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ-С-25Ф l = 0,039 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний)
в) - коэффициент теплопроводности фасадной минваты l = 0,041 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний)

* в таблице даны усреднённые показатели необходимой толщины этих двух типов утеплителя.

Примерный расчёт толщины стен из однородного материала для выполнения требований СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий".

* для сравнительного анализа используются данные климатической зоны г. Москвы и Московской области.

Условия выполнения расчётов для таблицы:

1. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq = 3,14
2. Толщина однородного материала d= Rreq * l

Таким образом, из таблицы видно, что для того, чтобы построить здание из однородного материала, отвечающее современным требованиям теплосопротивления, к примеру, из традиционной кирпичной кладки, даже из дырчатого кирпича, толщина стен должна быть не менее 1,53 метра.

Чтобы наглядно показать, какой толщины необходим материал для выполнения требований по теплосопротивлению стен из однородного материала, выполнен расчёт, учитывающий конструктивные особенности применения материалов, получились следующие результаты:

В данной таблице указаны расчётные данные по теплопроводности материалов.

По данным таблицы для наглядности получается следующая диаграмма:

Страница в разработке

• При поддержке СИБУРа состоялась I практическая конференция «Полимеры в теплоизоляции»

  27 мая в Москве состоялась I практическая конференция «Полимеры в теплоизоляции», организованная информационно-аналитическим центром Rupec и журналом «Нефтегазовая вертикаль» при поддержке СИБУРа. Главными темами конференции стали тенденции в области нормативной…

• Справочник - вес, диаметр, ширина чёрного металлопроката (арматура, уголок, швеллер, двутавр, трубы)

  1. Справочник: диаметр, вес погонного метра арматуры, сечение, класс стали

• Системы «БОЛАРС ТВД-1» и «БОЛАРС ТВД-2» абсолютно пожаробезопасны!

  Системы «БОЛАРС ТВД-1» и «БОЛАРС ТВД-2» абсолютно пожаробезопасны!К такому выводу пришли специалисты, проведя огневые испытания на фасадных теплоизоляционных системах ТМ «БОЛАРС». Системам присвоен класс пожарной опасности К0 – самые безопасные. Огромную…

Prev Next

Пеноплекс или минеральная вата

Пеноплекс это производное полистирола, является продуктом органической химии. Минеральная или базальтовая вата это продукт термической переработки минерального сырья. Оба материала с успехом используются в создании теплоизолирующих слоев, но существуют особенности применения каждого из них, объясняется это некоторыми физическими показателями.

Физические показатели минеральной ваты:

• плотность – варьируется в широких пределах и может быть от 10 до 300 кг/м3;
• теплопроводность (при плотности около 35 кг/м3) – 0.040-0.045 Вт/м*К;
• поглощение влаги – более 1% (зависит от плотности);
• паропроницаемость – 0.4-0.5 мг/час*м*Па;
• максимальная температура выдерживания 450 С и выше.

Анализ указанных величин показывает то, что худшие показатели теплопроводности минеральной ваты скомпенсированы лучшей паропроницаемостью, стойкостью к высокой температуре и негорючестью. Использование мин. ваты оправдано именно в тех условиях, где важны перечисленные параметры.
Использование стекловатных утеплителей целесообразно применять в гаражах, в мастерских, в промышленных объектах, везде там, где существует повышенный риск пожара. Влажные помещение, такие как сауны, бани и бассейне лучше утеплять тоже при помощи минеральных утеплителей, так в этом случае важна паропроницаемость изолятора.

Экологическая безопасность утеплителей на основе полистирола и минеральной ваты зависит от условий применения. Полистирольные производные в случае пожаров могут поддерживать горение, при этом выделяют токсичный дым. Минеральные изоляторы тепла устойчивы к высоким температурам и не разлагаются, но со временем могут стареть и выделять пыль, в виде составляющих материал, микроволокон. Наружный метод утепления стен при помощи базальтовой ваты, в этом плане, безопасен.

Проект утепления должен учитывать возможное воздействие воды. Минеральные материалы подвержены большему накоплению жидкости, при этом их теплопроводность будет повышена.

Особенности теплопроводности

Пенополистирол 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.

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.

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.

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.

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.)

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.

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Пенополистирол (пенопласт)

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

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

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

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)

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

Утеплитель 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

В некоторых случаях более эффективным считается утепление снаружи

Какая теплопроводность у пенопласта Свойства и характеристики

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.

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

Стирекс 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.

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.

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

Таблица теплопроводности строительных материалов

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

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

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

Как рассчитать толщину стен

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

Термическое сопротивление ограждающих
конструкций для регионов России

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

Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

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

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.