Выбор утеплителя, чем утеплить дом

На современном строительном рынке присутствует не один, и даже не десять видов утеплителя, а гораздо больше. Большинство из них имеют различное происхождение и абсолютно не похожи друг на друга. Объединяет их только низкая теплопроводность.

У материалов, достойных называться утеплителями, коэффициент теплопроводности не превышает 0,08 Вт/(м*°К). Речь идет об эффективных утеплителях. Но, кроме них, существует довольно много материалов, обладающей невысокой теплопроводностью, которые так или иначе можно задействовать при утеплении.

Выбор утеплителя зависит, прежде всего, от среды его применения. На языке профессионалов это называется «условия эксплуатации». Одним из главных критериев выбора утеплителя является водопоглощение. Влага – это первый враг теплоизоляции. Дело в том, что коэффициент теплопроводности воды намного выше, чем у любого утеплителя.

Впитываемая в утеплитель, влага снижает её свойства по удерживанию тепла в помещении.

Термоизолирующим фактором в теплоизоляции является воздух, теплопроводность которого очень низкая. Практически лишен теплопередачи только абсолютный вакуум. Однако вакуумная теплоизоляция в строительстве не применяется, во всяком случае, до сегодняшнего дня. Впрочем, некоторые производители уже пытались заработать на теме вакуума, но все эти попытки оказались не более чем спекуляцией. Речь идет о всевозможных теплоизоляционных красках, несостоятельность которых была подтверждена в лабораторных условиях.

Характеристики утеплителей

Прежде чем обращаться непосредственно к теме выбора теплоизоляции, следует разобраться в вопросе их эксплуатационных характеристик. К таковым относятся не только теплопроводность и водопоглощение. Есть еще целый ряд параметров, влияющих на выбор. Рассмотрим их по порядку.

Теплопроводность.

Данная характеристика напрямую связана с плотностью материала. Чем он плотнее, тем меньше в нём воздуха, и соответственно выше теплопроводность. Поэтому, сравнивая утеплители, обязательно учитывают их плотность.

Один и тот же утеплитель может иметь разную плотность, которая обязательно указывается в его маркировке. Так, например, у пенополистирола плотностью 25 кг/м²; коэффициент теплопроводности составляет 0,039 Вт/м·°C, тогда как при плотности 50 кг/м³; данный коэффициент увеличивается до 0,041 Вт/м·°С. То же касается минеральной ваты, пенополиуретана, пеностекла, пенофола и прочих утеплителей.

Сравнивать разные утеплители без учета их плотности нет смысла. Чтобы корректно сравнить утеплители по параметру теплопроводности, необходимо брать материалы равной плотности.

И ещё один момент. Нельзя путать теплопроводность (Вт/м⋅К) и сопротивление теплопередаче (м²·°С/Вт). Это противоположные по смыслу понятия. Кроме того, когда говорят о сопротивлении теплопередаче, то обязательно указывают толщину материала или ограждающей конструкции, тогда как коэффициент теплопроводности подразумевает фиксированный слой метровой толщины.

Плотность

Все эффективные утеплители имеют малый вес. Один кубометр утеплителя весит 15-50 кг. Промышленность выпускает утеплители различной плотности для того чтобы предоставить строителям определенный выбор по прочностным характеристикам. Чем плотнее утеплитель, тем он сильнее сопротивляется различным деформационным нагрузкам.

Прочность

Необходимость в прочности теплоизолятора в строительстве возникает нередко. Кроме того, что утеплитель не должен сжиматься под собственным весом, необходимо чтобы он легко справлялся и с дополнительными нагрузками. При фасадном утеплении материалы должны обладать достаточной прочностью и несущей способностью, чтобы выдержать собственный вес и вес штукатурки (при методе скрепленной изоляции). Чем плотнее утеплитель, тем он прочнее и крепче, однако вместе с этим увеличивается его теплопроводность и падает эффективность. Очевидно, что многие характеристики утеплителей тесно взаимосвязаны между собой.

Водопоглощение

Существуют утеплители с высоким и средним водопоглощением, а также маловпитывающие и совершенно не впитывающие воду материалы. Нет необходимости запоминать параметры водопоглощения того или иного утеплителя, достаточно просто знать, какой из них впитывает воду, а какой нет.

Легче всего напитываются водой волокнистые утеплители, такие как минеральная вата, эковата, войлок, шерсть и т.д. Вода вопреки законам гравитации способна подняться капиллярным способом практически на любую высоту. Например, если минеральная вата на фасаде будет иметь доступ к воде на уровне цоколя, то постепенно вымокнет весь фасад до самой крыши. Однако это не повод отказываться от минваты (подробнее об этом в отдельной главе о минеральной вате).

Наименьшим водопоглощением обладают вспененные утеплители с закрытыми ячейками в их структуре. К таким материалам, прежде всего, относится пеноплекс (экструдированный пенополистирол) и пеностекло. У названных утеплителей практически нулевое водопоглощение, благодаря чему их часто используют во влажных средах – для утепления подвалов, фундаментов и эксплуатируемых кровель. Оба утеплителя, кроме всего прочего, обладают ещё и значительной прочностью на сжатие, что делает их ещё более пригодными для утепления названных конструкций.

Обычный пенополистирол (пенопласт), особенно самые легкие его сорта, имеет определенное водопоглощение. Производители указывают о.2% по объему в течение 24 часов. Однако уже из практики известно, что обычный (неэкструдированный) пенополистирол способен напитать значительное количество влаги, которая теоретически может заполнить собой все его пустоты. Но так происходит редко, поскольку пенополистирол отдает влагу ещё легче, чем поглощает её. Благодаря этому свойству данный утеплитель считается одним из самых удобных и практичных при фасадном утеплении.

Горючесть

Класс горючести является очень важной характеристикой при выборе утеплителя. Горючие утеплители, такие как пенополистирол, разрешается использовать только при условии их отделки негорючими материалами, например, цементной штукатуркой. Для снижения горючести используются специальные добавки, направленные на самозатухание. С их помощью горючие утеплители не поддерживают самостоятельное горение.

С точки зрения пожарной безопасности менее всего подходят утеплители из натуральных волокон, такие как эковата, шерсть, джут, лен и т.д. Для снижения их горючести не только применяют антипиреновые добавки, но и уплотняют структуру. Если волокна мощно спрессованы, то к ним уменьшается доступ кислорода и горение сменяется тлением. Это повышает шансы успешного пожаротушения.

Плохо горит натуральная пробка, к тому же её не так просто поджечь. А вот тростниковые и соломенные маты легко воспламеняются, поэтому их следует защищать негорючими материалами.

Специфика утеплителей

В предыдущей главе вкратце раскрыта суть основных характеристик утеплителей. Теперь рассмотрим, как эти характеристики влияют на выбор того или иного утеплителя.

Для фасадного утепления чаще всего применяется пенополистирол и минеральная вата. Эти утеплители имеют сопоставимые коэффициенты теплопроводности с учетом их плотности. Вата на 10-30% дороже пенополистирола и её сложнее крепить, однако она считается более экологичной и в значительной степени пожаробезопасной.

Каменная вата (разновидность минеральной ваты, производимая из базальта) выдерживает высокие температуры до 1000°С и способна защитить конструкции от внешних источников жара и пламени.

Каменную вату производят из базальта.

Пенополистирол дешевле, легче монтируется и терпит огрехи монтажа. Благодаря низкому водопоглощению и легкой отдаче влаги, пенополистирол остается эффективным теплоизолятором практически в любых условиях, которые могут ожидать его с внешней стороны фасада. Его главный недостаток – низкая паропроницаемость. Стало быть, пенополистиролом нет смысла утеплять деревянные дома, достоинством которых являются дышащие стены.

Больше всего споров возникает как раз между приверженцами минеральной ваты и пенополистирола, поскольку это самые экономичные и популярные утеплители. Объективно оба утеплителя хороши, но их следует применять по назначению.

При помощи минеральной ваты лучше всего утеплять по схеме вентилируемого фасада. Данная схема подразумевает крепление минераловатных плит вплотную к стене, а с внешней стороны эти плиты отделываются клинкером или панелями с вентзазором. Восходящие тепловые потоки, возникающие в вентзазоре, создают постоянную тягу и подсушивают волокнистые плиты. Таким образом, минераловатный утеплитель остается сухим и не переувлажняется паром, просачивающимся из помещения через поры в стеновом материале.

Минеральная вата используется и при утеплении методом скрепленной теплоизоляции (мокрый метод). Однако риск накопления избытка влаги в этом случае присутствует даже при полном соблюдении технологии. Дело в том, что насколько бы проницаемой не оказалась бы штукатурка, она все равно в несколько раз хуже проводит пар, нежели минеральная вата. А это уже само по себе есть нарушение порядка расположения материалов ограждающей конструкции, при котором каждый последующий слой стены должен быть более паропроницаем, чем предыдущий. Поэтому сегодня многие специалисты сходятся во мнении, что минеральная вата не лучший выбор для легкого и тем более тяжелого мокрого метода фасадного утепления.

Суспензионный пенополистирол (обычный пенополистирол со структурой в виде шариков) оптимален при утеплении каменных и бетонных стен методом скрепленной теплоизоляции, а также в структуре слоеных стен.

Суспензионный полистирол — самый обычный полистирол.

При внешней защите негорючими материалами (штукатурка, кирпич) его возгорание исключено даже при продолжительном воздействии локальных источников пламени. Но в вентилируемых фасадах его применение категорически недопустимо. Даже самые самозатухающие виды пенопласта в вентилируеумых фасадах сгорают с высокой скоростью и потушить их очень проблематично. Восходящий поток в вентзазоре становится настолько мощным, что вызывает эффект автогена.

Экструзионный пенополистирол состоит из закрытых пор, внутрь которых не может попасть вода, благодаря чему его водопоглощение стремится к нулю. Этот материал дороже своего суспензионного собрата, но это вызвано не столько разницей в качестве, сколько разными технологиями производства.

Экструзионный или экструдированный полистирол.

Экструзионный пенополистирол есть смысл использовать там, где утеплителю угрожает влага. Данный материал хорош при утеплении подвалов, фундаментов, инверсионных кровель.

Однако при выборе стоит принимать во внимание температурный диапазон эксплуатации пенополистиролов. Так, экструзионный пенополистирол вряд ли можно посоветовать в качестве утеплителя для бань и саун. Здесь будет более безопасна каменная вата.

Но самым лучшим утеплителем в данном случае является пеностекло. Этот материал не горит, не выделяет вредных веществ при любых температурах и совершенно не боится влаги.

Пеностекло.

Не менее хорош пробковый агломерат, но проигрывает пеностеклу по жаростойкости.

Пробковый агломерат.

Натуральные утеплители. Для застройщиков, ставящих приоритетом использование натуральных материалов, важна экологическая безопасность утеплителя. Они выбирают материалы, произведенные из натурального сырья.

На постсоветском пространстве натуральные утеплители используют редко. Во-первых, они, как правило, дороже; во-вторых, наши люди считают, что нет особой разницы чем утеплять, поскольку теплоизоляция находится снаружи здания, а не внутри. Тем не менее, есть узкая категория застройщиков, которые выбирают именно натуральный утеплитель, поскольку занимаются строительством экологического жилья.

Натуральными утеплителями имеет смысл утеплять дома из натуральных материалов, прежде всего из дерева. Существуют отдельные технологии, в которых натуральный утеплитель является основным слоем ограждающих конструкций. Например, эковата, получаемая из экологически чистого бумажного вторсырья.

Эковата.

Её напыляют в мокром виде машинным способом, как штукатурку. После высыхания она превращается в непрерывную теплоизолирующую оболочку. Эковату применяют при строительстве каркасных домов, заполняя ею пространство между обшивками.

Одним из самых экологичных утеплителей является натуральная пробка.

Натуральная пробка.

Материал этот сам по себе уникальный. Пробка – это кора пробкового дуба, произрастающего на португальских и испанских побережьях средиземноморья и Атлантики. В пробке содержатся бактерицидные вещества, противодействующие её биоразложению. Она гипоаллергенна, не имеет запаха, не выделяет никаких вредных веществ даже при нагревании. Кроме того, пробка плохо горит и склонна к самозатуханию. Вместе с тем по теплопроводности она сопоставима с минеральной ватой, поэтому считается очень эффективным натуральным утеплителем.

Цельная натуральная пробка – материал недешевый. Однако для утепления используют пробковые агломераты (техническая пробка). Агломерат представляет собой спрессованную пробковую крошку, которая является отходом производства декоративных пробковых отделок. Агломераты состоят на 100% из пробки. Крошка связывается собственными клейкими веществами, выделяющимися из неё при нагревании.

Пробковые агломераты могут различаться по цвету от темно-коричневого до почти черного. Чем темнее агломерат, тем сильнее он нагревался в процессе производства. Но цвет агломерата по большому счету на эксплуатационные характеристики материала не влияет. Значение имеет только плотность. Чем она ниже, тем ниже теплопроводность агломерата.

Практически все натуральные утеплители хорошо проводят сквозь себя пар. Данное свойство важно, если ставится цель сохранения высокой паропроницаемости ограждающих конструкций.

Минеральная вата является условно натуральной, поскольку производится на основе песка или базальта (стеклянная и каменная вата соответственно). Однако в ней присутствуют химические добавки, антигигроскопичные, противопожарные, разрыхляющие и т.д. Эти добавки не позволяют отнести минвату к разряду полностью натуральных утеплителей.

Выбор утеплителя при строительстве дома

Выше было уже много сказано о сфере применения существующих утеплителей. Но во избежание ошибочных трактовок в этой главе будут предложены готовые решения. В то же время, благодаря предыдущим информационным блокам, логика этих решений будет понятна.

Каменные и бетонные стены можно утеплить тремя способами: слоеная стена, «мокрый метод» (скрепленная теплоизоляция) и вентилируемый фасад. Рассмотрим каждый из них в отдельности.

Слоеные стены – это внешние ограждающие конструкции, в толще которых расположен слой утеплителя. Они бывают двухслойными и трехслойными. Двухслойная стена состоит из несущего слоя и утеплителя с фасадной отделкой. Стены, утепленные мокрым методом тоже относятся к двухслойным. Трехслойные стены состоят из несущего слоя, утеплителя и фасадного слоя.

Трёхслойная стена.

Утеплителем в таких конструкциях служат вспененные материалы, обладающие низким водопоглощением. Применение в трехслойных стенах минеральной ваты считается ошибкой. Вата, зажатая между двух слоев кладки без вентзазора, станет увлажняться, утрачивая свои теплоизолирующие свойства.

Мокрый метод подразумевает крепление утеплителя с внешней стороны стены с последующим тонкослойным оштукатуриванием. Этот метод применяется как при новом строительстве, так и при термомодернизации старых домов.

Утепление по технологии «мокрый фасад».

В данном случае применяют и пенополистирол, и минеральную вату. Однако авторитетные специалисты считают, что применение волокнистых утеплителей, в частности минваты, в данном случае имеет ряд недостатков. Дело в том, что оштукатуренная минвата с трудом избавляется от пара, деффундирующего изнури помещений. В строительной практике регистрировались случаи, критического намокания ваты под штукатуркой.

Более подробно об этой технологии утепления можно узнать в отдельной статье: способы утепления фасада.

Вентилируеумый фасад. В данном случае на стену накладывается слой из плит минеральной (каменной) ваты, а фасадная отделка в виде клинкерной кладки или панелей возводится с вентиляционным зазором шириной 3-4 см.

Монтаж утеплителя по технологии «вентилируемый фасад».

Данная схема позволяет минеральной вате свободно избавляться от лишней влаги. Вспененные утеплители в вентилируемых фасадах не применяются. Во-первых, в этом нет никакого практического смысла, поскольку пенные утеплители сами по себе являются паробарьерами. Во-вторых, синтетические пены в структурах с вентиляционным зазором легко воспламеняются и сгорают за считанные секунды.

Подробнее о технологиях такого способа утепления можно узнать в отдельной статье: правильное утепление методом «вентилируемый фасад».

Термомодернизация

Если нужно утеплить уже существующий дом, то выбор утеплителя зависит, прежде всего, от способа утепления. Каменные и бетонные стены целесообразнее утеплять методом скрепленной теплоизоляции (мокрый метод) с использованием пенополистирола. При желании получить более изысканную отделку, например, клинкер или фасадные панели, рекомендуется сооружать вентилируемый фасад (утеплитель – вентиляционный зазор – фасадный слой). В вентфасадах используется только минеральная вата.

Теплые штукатурки

В отдельных случаях привести сопротивление теплопередаче стены к нормативным показателям можно при помощи нанесения слоя теплой штукатурки. Данный класс материалов использует в качестве наполнителя гранулы с низкой теплопроводностью. Чаще всего это перлит, вермикулит или пенополистирольные шарики.

Тёплая штукатурка.

Большинство теплых штукатурок являются паропроницаемыми и обладают достаточно низкой теплопроводностью. Однако для получения выраженного эффекта утепления необходимо наносить их толстым слоем. Теплые штукатурки чаще всего используют в качестве дополнительного утепления стен из ячеистых бетонов, а также при термомодернизации.

Теплопроводность утеплителей: сравнение, таблицы, какой лучше

Содержание

1. Сравнение материалов по теплопроводности
2. Паропроницаемость теплоизоляции
3. Особенности утеплителей
4. Гигроскопичность материалов
5. Характеристики различных теплоизоляторов
6. Пенопласт
7. Пеноплекс
8. Базальтовая вата
9. Эковата
10. Изолон
11. Особенности использования
12. Критерии выбора
13. Утепление с помощью пенопластовой плиты
14. Воздействие влаги и выбор плотности
15. Воздействие антипиренов на тепловую проводимость
16. Чем лучше утеплять
17. Видео по теме

Сегодня требования к жилищам относительно уровня теплоизоляции сильно повысились. Большинство людей дополнительно утепляют чердаки, несущие стены из-за постоянного поднятия цен на энергетические носители. Сейчас на рынке есть множество материалов, которые используются для этих целей, поэтому есть смысл сделать сравнение утеплителей по теплопроводности, и узнать, какой лучше выбрать.

Сравнение материалов по теплопроводности

Теплопроводность утеплителей — это один из важнейших показателей, который показывает, какое количество тепла может пропускать теплоизолятор не за конкретный временной промежуток, а за все время. Коэффициент теплопроводности указывается в Вт/м². Например, 0.06 Вт/м² говорит о том, что на 1 м² постоянные тепловые потери будут составлять 0.06 Вт. Чем больше этот показатель, тем лучше изделие начнет проводить тепло, то есть, оно работает хуже в качестве утеплителя. Узнать теплопроводность популярных утеплителей поможет таблица, представленная ниже.

Перед покупкой желательно сделать сравнение утеплителей, как показывает таблица, наилучшей теплопроводностью обладает пенополиуретан.

Также очень важна толщина утеплителя. Этот параметр нужно рассчитывать в индивидуальном порядке для каждой конкретной ситуации. На толщину теплоизоляционных материалов влияет район проживания, материал, используемый для сооружения перегородок и стен, множество иных факторов.

Таблица теплопроводности утеплителей показывает, что на этот параметр значительно влияет плотность теплоизолятора, особенно это относится к минвате. Чем больше плотность, тем меньше воздушных полостей в структуре материала. Не секрет, что у воздуха небольшой коэффициент тепловой проводимости — меньше 0.023 Вт/м². Следовательно, увеличение плотности влечет за собой увеличение теплопроводности, что отрицательно сказывается на возможности утеплителя сохранять тепло.

Определить, какой среди утеплителей для стен лучше можно, если сделать сравнение теплопроводности. Узнать данный параметр несложно. Для этого понадобится таблица теплопроводности материалов. Если ее под рукой не окажется, то можно взять кусок утеплителя размером один метр квадратный и толщиной в 1 м. Одну из его сторон надо хорошо прогреть. Затем сравниваем, сколько тепла дойдет до холодной части за 60 минут. Показатели теплопередачи определяются в Ваттах. Выбирая утеплитель из разных материалов, в обязательном порядке нужно смотреть на эту характеристику.

Паропроницаемость теплоизоляции

Паропроницаемостью называется возможность утеплителя пропускать воздушные массы, а одновременно с этим и пар. Так слой теплоизоляции сможет дышать. На этом параметре материала сегодня компании-изготовители особо делают акцент. В действительности повышенная проницаемость требуется лишь во время утепления зданий из дерева. В других ситуациях этот параметр не критичен.

Сравнить показатели паропроницаемости различных утеплителей можно в следующей таблице:

Сравнительная таблица показывает, что наибольший уровень паропроницаемости имеют натуральные утеплители, при этом у материалов из полимеров теплоизоляция минимальная. Это указывает на то, что пенопласт и пенополиуретан могут сдерживать пар, так они играют роль пароизоляции.

Пеноизол также является некого рода полимером. Он производится из натуральных смол. Главное его отличие от пенопласта и пенополиуретана заключается в структуре ячеек, являющихся открытыми. Говоря иначе, это теплоизолятор с открытой ячеистой структурой. Возможность утеплителя проводить пар связана непосредственно с таким параметром, как влагопоглощение.

Особенности утеплителей

Очень важный критерий для теплоизоляции — это возможность поддерживать горение. Пенопласт можно отнести к группе нормально горючих, при этом пеноплекс является сильно горючим утеплителем. Чтобы уменьшить данный показатель, на стадии изготовления стройматериал покрывают антипиренами. Так, антипожарные характеристики утеплителей повышаются, но при горении они будут выделять в атмосферу токсичные вещества.

Производители пенопласта и пеноплекса заявляют о неограниченном времени их службы. Но это утверждение справедливо только в том случае, если будет отсутствовать прямое попадание лучей на поверхность утеплителя. Поэтому рассматривать продолжительную эксплуатацию можно, но при условии, что материалы покрываются защитным слоем.

Пеноплекс имеет высокую стойкость к влаге, а также хорошо проводит воздух. Пенопласт по таким критериям уступает. Он является менее надежным барьером для воздушных масс, и он меньше защищен от действия повышенной влажности.

Утепление из пеноплекса и пенопласта отличается по таким параметрам, как:

• воздушная проницаемость;
• надежность;
• стойкость к влаге.

У пеноплекса следующие особенности:

• без дополнительной обработки он имеет большую горючесть по сравнению с пенопластом;
• повышенная плотность стройматериала понижает его теплоизоляционные качества;
• материал обладает повышенной стойкостью к влаге;
• небольшой коэффициент экологичности.

Пенопласт характеризуется следующими качествами:

• невысокая защищенность к влаге;
• слабая звукоизоляция;
• низкая плотность, но лучший уровень сохранения тепла;
• по толщине слой теплоизоляции будет больше, чем при использовании пеноплекса.

Если четко разобраться в основных параметрах этих двух утеплителей, то можно подобрать материал, который будет наилучшим в каждом конкретном случае. При этом оба вида теплоизоляции являются легкими в установке и обработке.

Гигроскопичность материалов

Гигроскопичностью называется возможность стройматериала впитывать влагу. Этот показатель определяется в процентном соотношении от собственной массы теплоизолятора. Гигроскопичность является одной из слабых сторон утеплителя, и чем этот показатель больше, тем серьезней требуются мероприятия, чтобы нивелировать  недостаток. Влага, проникая в структуру утеплителя, понижает его эффективность работы.

Гигроскопичность популярных материалов для теплоизоляции в частном домостроении представлена в таблице:

Сравнение этого параметра показывает повышенное поглощение влаги у пеноизола, причем этот утеплитель имеет способность распределять ее, выводя в дальнейшем воду. За счет этого, теплопроводность материла практически не пострадает, даже если он промокнет на 35%.

Невзирая на то, что у минваты процент водопоглощения самый низкий, этот материал особо потребует наличия защитного слоя. Впитав влагу, вата сохраняет ее в структуре, не давая возможности выйти наружу. При этом возможность предотвращать тепловые потери значительно понижается.

Чтобы не допустить проникновения воды в минеральную вату, применяют различные пленки. Преимущественно полимеры стойко выдерживают продолжительное действие воды, кроме простого пенополистирола, поскольку он подвержен быстрому разрушению. Так или иначе, влага никакому материалу для утепления не идет на пользу, поэтому очень важно исключить либо снизить процесс водопоглощения при создании теплоизоляционного слоя.

Характеристики различных теплоизоляторов

Сегодня на выбор потребителям строительный рынок предлагает стройматериалы с разными эксплуатационными качествами. От выбора утеплителя зависит также способ монтажа теплоизоляции.

Пенопласт

Этот теплоизолятор является наиболее распространенным за счет удобства установки и доступной цены. Материал получают за счет вспенивания полистирола. Он обладает пониженной тепловой проводимостью, стойкостью к влаге, с легкостью обрабатывается и удобен в процессе укладки благодаря своему малому весу.

За счет самой низкой стоимости является очень популярным для теплоизоляции разных помещений. Но этот стройматериал довольно хрупкий, при этом он может гореть, выделяя ядовитые пары в окружающую среду. Этот утеплитель рекомендуется применять для нежилых комнат.

Пеноплекс

Теплоизолятор не подвержен загниванию и действию влаги, довольно надежный и простой в монтаже — с легкостью разрезается с помощью ножика. Пониженное поглощение влаги позволяет обеспечить небольшие изменения тепловой проводимости стройматериала при высокой влаге, листы обладают повышенной стойкостью к сжатию, не подвержены разложению.

За счет этого пеноплекс можно применять для теплоизоляции отмостки и ленточного основания. Материал не горюч, служит продолжительное время.

Базальтовая вата

Утеплитель изготавливается из горного базальта посредством плавки и добавления различных веществ с целью создания волокнистой структуры, способной отталкивать воду.

В процессе использования вата не уплотняется, соответственно, ее характеристики не меняются с течением времени. Утеплитель не горит и экологически чист, имеет отличные показатели по тепло- и шумоизоляции. Применяется для внутренних и внешних работ. В помещениях с повышенной влажностью дополнительно потребует пароизоляционного слоя.

Эковата

Этот утеплитель изготавливается из натуральных компонентов. Он обладает небольшой тепловой проводимостью, не горит и абсолютно безопасна для человека. Существует только единственный минус теплоизолятора — слабая устойчивость к влаге. Это потребует дополнительного устройства паро- и влагоизоляционного слоя в процессе укладки эковаты.

Теплоизоляцию не советуют применять для монтажа в подвальных помещениях и для оснований здания, а также в помещениях с повышенной влажностью, например, в саунах.

Изолон

Теплоизолятор имеет 2 слоя из вспененного полиэтилена разной толщины, а также структуру в виде пор. Утеплитель зачастую покрывают фольгированным слоем, который создает эффект отражения. Изготавливается в рулонах и плитах.

Толщина изолона составляет всего пару миллиметров (что значительно тоньше аналогов), при этом материал может отразить более 90% тепла, имеет малый вес, простой в использовании. Применяется для тепло- и гидроизоляции домов. Обладает продолжительным временем эксплуатации, не имеет токсичных веществ в составе.

Особенности использования

Сравнение свойств теплоизоляции должно проводиться с учетом простоты установки, поскольку это немаловажный параметр. Удобнее всего использовать жидкий утеплитель, такой как пенополиуретан и пеноизол, однако для этого потребуется спецоборудование.

Также очень просто уложить эковату на горизонтальные плоскости, например, во время теплоизоляции пола или перекрытия на чердачном этаже. При использовании эковаты для утепления стен мокрым способом требуются особые установки.

Пенопласт монтируется в каркас либо сразу же на рабочую плоскость. По большому счету, это же относится и к панелям из минваты. Монтировать теплоизоляцию можно на поверхности, расположенные горизонтально или вертикально. Гибкая рулонная стекловата фиксируется исключительно с помощью обрешетки.

Во время эксплуатации утеплитель иногда претерпевает определенные негативные изменения:

• создает усадку;
• впитывает воду;
• разрушается под действием солнечных лучей, влаги, механических деформаций;
• является причиной атаки грызунов.

Помимо всего сказанного выше, немаловажное значение имеет горючесть утеплителя.

Критерии выбора

Подбирая теплоизоляцию для дома, нужно учесть огромный спектр ее параметров. Основные из них:

• Гигроскопичность. Теплоизоляторы, у которых этот параметр невысокий, плохо вбирают в себя воду и, естественно, у них низкий показатель теплопроводности. Это влияет, как на комфорт проживания, так и на продолжительность службы материала.
• Тепловая проводимость. Это главный параметр для теплоизоляции. Чем ниже возможность сохранять тепло, тем большее количество утеплителя потребуется. Дананя характеристика зависит также от способности материала впитывать воду.
• Плотность. От данного параметра зависит непосредственно тепловая проводимость. Чем материал будет плотнее, тем выше теплопроводность. Плотность является основным показателем при выборе утеплителя для разно ориентированных стен.

В зависимости от уровня плотности современные утеплители делятся на 4 группы:

• Плотные. К этой группе относятся жесткие плиты из базальтовой ваты.
• Средние. Самый популярный представитель — пеностекло.
• Легкие. Такими являются все минераловатные утеплители.
• Очень легкие. К таким утеплителям относится пенопласт, отличающийся пористой структурой и газонаполненными ячейками.

Утепление с помощью пенопластовой плиты

Теплопроводность пенопластовых листов, как и каждого иного утеплительного стройматериала, будет зависеть от нескольких главных факторов:

• показателя влажности, где устанавливается теплоизоляция;
• плотности пенопласта;
• воздушной температуры.

Воздействие влаги и выбор плотности

Невзирая на все убеждения изготовителей, пенопластовые плиты могут впитывать и проводить через себя пары воды. Показатель паропроницаемости для пенопласта только на 15% меньше такого же параметра для деревянных конструкций. Безусловно, проникновение паров в массив утеплителя значительно повлияет на его тепловую проводимость. Отыскать зависимость в таблицах почти невозможно, поскольку во время вычислений выполняют эмпирическую поправку на проводимость тепла с учетом толщины утеплителя.

Пенопластовые плиты могут впитывать в свою поверхностную часть до 4% влаги. Глубина проникновения находится в пределах 3 мм, поэтому во время вычисления теплопроводности утеплителя эти миллиметры отбрасываются из толщины теплоизолятора. Так, пенопластовая плита толщиной 1 см будет в отличие от плиты в 6 см иметь тепловую проводимость не в 6 раз выше, а в 9. При очень большой толщине пенопластового листа, свыше 9 см, тепловое сопротивление повышается намного быстрее.

Ёще одним фактором, который влияет на тепловую проводимость, является плотность пенопласта. При равной толщине утеплителя различных марок плотность может отличаться в несколько раз. Чаще всего считается, что 97% структуры теплоизолятора составляют воздушные поры. С повышением в два раза объема полистирола в листе тепловая проводимость повысится приблизительно на 4%.

Однако дело даже не в наличии соответствующего объема полистирола. Изменяется диаметр шаров пенопласта и ячеек, появляются локальные места с повышенной тепловой проводимостью, либо мостики холода. Тем более это относится к трещинкам и стыкам, каким-либо участкам деформации и монтажа крепежей. Поэтому в процессе крепления дюбелей-грибков число фиксаций советуют ограничить тремя точками.

Воздействие антипиренов на тепловую проводимость

Не многие люди уделяют внимание особым характеристикам пенопластовых листов. Сейчас самой актуальной проблемой этого утеплителя является его возможность к возгоранию и выделению ядовитых веществ в окружающую среду. В СНиПе и ГОСТе указано, что пенопластовые листы, которые применяются для теплоизоляции жилых домов, должны иметь время самостоятельного затухания не больше 5 секунд. Для чего при изготовлении применяются соли различных цветных металлов. Включение в состав этих элементов позволяет материалу не выделять угарный газ во время возгорания.

Вследствие этого на практике пенопластовые плиты с маркировкой «С» — самозатухающие обладают тепловой проводимостью намного выше, в отличие от простых марок пенопласта. Практика применения пенополистирола для теплоизоляции в Европейском Союзе доказала, что самым экономически выгодным и бюджетным будет нанесение на наружную сторону немодифицированного пенопласта особого состава из газообразующих веществ. Это решение дает возможность сохранить тепловые качества и экологическую чистоту стройматериала, и при этом существенно увеличить пожаробезопасность.

Чем лучше утеплять

Каждый год создаются новые материалы для утепления стен. При помощи них можно существенно снизить затраты на энергетические ресурсы зимой. Но какой лучше выбрать, чтобы он соответствовал всем показателям. Здесь мнения специалистов отличаются.

Выбор теплоизолятора должен быть основан на свойствах, цене и простоте установки. Изготовители наносят специальную маркировку на утеплитель, что значительно облегчает выбор. Например, пенопласт для стен, пола, кровли отличается по своим параметрам и имеет соответствующие маркировки.

Некоторые выбирают минвату для сухих помещений, а пенопласт используют для комнат с высокой влагой, поэтому выбор утеплителя будет зависеть от каждого конкретного случая.

Видео по теме

Коэффициент теплового расширения и ваша система отопления

Автор: Admin

 Мы все были там. Крышка на банке с маринованными огурцами невероятно плотная, но когда вы заливаете банку горячей водой, вы можете легко открутить крышку. Металлическая крышка расширяется больше, чем стеклянная банка, что является простой иллюстрацией того, как материалы при нагревании расширяются с разной скоростью. Взаимосвязь того, как материалы расширяются или сжимаются при изменении температуры, определяется коэффициентом теплового расширения или КТР этих материалов и является критическим фактором при проектировании нагревателя.

Определить подходящие материалы для обогревателя не так просто, как пролить теплую воду на металлическую крышку. Коэффициент теплового расширения является критическим фактором при соединении разнородных материалов в системе. С помощью представителей Watlow вы можете быть уверены, что ваша система рассчитана на успех, эффективность и долгий срок службы.

Что такое коэффициент теплового расширения?

Чтобы понять науку о коэффициенте теплового расширения (КТР), необходимо сначала понять основы теплового расширения. Изменения физических свойств, таких как форма, площадь, объем и плотность, происходят во время теплового расширения. Каждый материал или металл/металлический сплав будет иметь немного разную скорость расширения. Таким образом, КТР — это относительное расширение или сжатие материалов, вызванное изменением температуры.

Металлы, керамика и другие материалы имеют уникальные коэффициенты теплового расширения и не расширяются и не сжимаются с одинаковой скоростью. Например, если объем сечения алюминия и сечения керамики равен и нагревается от X до Y градусов, алюминий может увеличиться в размерах в четыре раза по сравнению с керамикой. Хотя это может показаться незначительной разницей, такие вариации могут вызвать катастрофический сбой в тепловой системе.

Нагреватели с металлической оболочкой, такие как патронные или трубчатые, изготавливаются из различных металлических сплавов, тщательно подобранных для каждого применения. КТР этих материалов всегда следует учитывать на этапе проектирования проекта.

Расчет коэффициента теплового расширения

Коэффициент теплового расширения определяется по следующей формуле:

ΔL = αL(ΔT)

В этом уравнении ΔL представляет собой изменение длины в интересующем направлении; L равна начальной длине материала в интересующем направлении; ΔT – разница температур от начала до конца. α представляет собой КТР и может быть определен из различных баз данных материалов.

Важно отметить: все единицы уравнения должны быть согласованы в градусах Цельсия или Фаренгейта, поскольку для каждой системы измерения существует два разных набора коэффициентов.

Что происходит при нагревании материалов?

При нагревании или охлаждении металлов или керамики вещество расширяется или сжимается в зависимости от материала и температуры, при которой оно нагревается. Если материал ограничен, это напряжение может быть разрушительным, поскольку при тепловом расширении может создаваться огромная сила.

Рассмотрим железнодорожные пути. Современные железнодорожные пути изготавливаются из горячекатаного железа. По мере установки пути железнодорожники оставляют пространство между каждым рельсом. Это пространство позволяет трассе расширяться, поскольку она подвергается воздействию жаркого летнего солнца. Без достаточного расстояния железная дорога может деформироваться, что может привести к сходу с рельсов.

Проезжие мосты имеют аналогичную функцию с мостовыми соединениями. Температура мостов меняется быстрее, чем температура дорог. Соединение моста позволяет частям моста расширяться и сжиматься с соответствующей скоростью. Без мостового соединения мост может быть поврежден или разрушен в результате расширения или сжатия.

При проектировании тепловой системы, в которой необходим нагреватель, крайне важно учитывать перемещение материалов внутри системы. Как показывают приведенные выше примеры, отсутствие учета коэффициента теплового расширения может иметь разрушительные последствия для системы. Хотя сбой в вашей системе может не попасть в заголовки местной газеты, как сход поезда с рельсов, простои обходятся дорого и заставляют ваш бизнес пытаться решить проблему.

Опасность использования материалов с разным КТР

Использование материалов с разным КТР в одном и том же приложении может быть проблематичным. Например, если при тепловом расширении генерируется достаточная сила, повреждение системы нагревателя может вызвать достаточное усилие, чтобы вызвать катастрофический отказ системы и потенциально травмировать рабочих.

Несоответствие CTE может привести к повреждению обогреваемой системы. Когда материалы с разным коэффициентом теплового расширения используются вместе в одном и том же приложении с подогревом, они могут испытывать такие повреждения, как истирание, истирание, изгиб, растрескивание или коробление. Истирание возникает, когда два материала трутся друг о друга, что приводит к ухудшению качества поверхности материалов. Истирание возникает, когда определенные материалы трутся друг о друга и образуют связь, например холодный сварной шов, вызывающий необратимое повреждение.

У многих клиентов Watlow очень сложные тепловые системы. Повреждение нагревателя может привести к снижению производительности системы или ее отключению. В бизнесе время – деньги, и потеря системы даже на пару часов может стоить предприятию сотни тысяч долларов.

Расчет и учет коэффициента теплового расширения различных материалов, участвующих в термическом процессе, является одним из многих способов, с помощью которых компания Watlow может помочь инженерам-проектировщикам решить эти проблемы.

Другие соображения при выборе металлов

Несмотря на то, что коэффициент теплового расширения является жизненно важным фактором проектирования, необходимо учитывать множество других соображений. Работая со специалистом Watlow, мы рассмотрим уникальные переменные вашей системы. Мы предоставляем информацию и варианты по всем аспектам термической системы и материалов, в том числе:    

Скорость изменения температуры: Скорость изменения температуры во времени, скорость изменения скорости включает скорость, с которой материал нагревается. Нагреватель, из-за которого одна часть системы нагревается больше, чем другая (так называемая «тепловая неоднородность»), может создавать проблемы, даже если материал имеет совместимый коэффициент теплового расширения. Если тепловая энергия не может равномерно распределяться по всем компонентам системы, расширение может происходить с неравномерной скоростью.

Свойства металла: Понимание других свойств металла также имеет решающее значение. Например, алюминий имеет один из самых высоких показателей теплопроводности. Однако алюминий плавится при гораздо более низкой температуре по сравнению с другими металлами. Система, которую необходимо нагреть, скажем, до 1500ºF, оставит в системе лужу алюминия. Другим примером является титан, который имеет низкую теплопроводность. Титан может расширяться не так сильно, как другие материалы, но он действует почти как изоляция, а не как проводник тепла.

Стоимость по сравнению со сроком службы системы: При проектировании системы можно учитывать стоимость. Некоторые материалы дороже других. Однако более дорогое вещество может служить в 10 раз дольше, чем менее дорогой материал, поэтому важно понимать качество и срок службы.

Подходящие материалы и лучшая информация

Представители Watlow готовы оценить вашу систему и предоставить ценный опыт и рекомендации по оптимальному типу, размеру и форме материалов для вашего применения. Наша команда поможет вам избежать любых проблем, которые могут быть вызваны тепловым расширением или сжатием. Позвольте нашим опытным специалистам позаботиться о том, чтобы ваша система отопления была хорошо спроектирована и служила вам долгие годы.

Свяжитесь с представителем Watlow® сегодня, чтобы узнать больше о коэффициенте теплового расширения и о том, как он применим к вашей системе.

Теги:

Ф4Т/Д4Т

Номера деталей

Контроллеры процессов

ВИЗУАЛЬНЫЙ ДИЗАЙНЕР™

Коэффициент теплопроводности и коэффициент теплопередачи: чем они отличаются?

Нихилеш Мукерджи

Нихилеш Мукерджи

Консультант — отвечает на основные вопросы

Опубликовано 28 ноября 2020 г.

+ Подписаться

Теплопроводность является свойством материала. В твердом теле есть два переносчика тепла [1] делокализованные электроны и [2] молекулярные колебания [объяснено ниже]. Кумулятивный эффект приводит к чистому потоку тепла от горячего тела к более холодному телу. Мы называем эту передачу тепла между двумя контактирующими объектами «теплопроводностью». Этот перенос будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто тепловое равновесие. Согласно второму закону термодинамики тепло будет течь от горячего к холодному, пытаясь уравнять разницу температур. Количественно это выражается в виде теплового потока q, который дает скорость на единицу площади, с которой тепло течет в заданном направлении (в данном случае в направлении x). Наблюдается, что во многих материалах q прямо пропорциональна разнице температур и обратно пропорциональна разделению. q=-k x [T2-T1] / [L] Закон Фурье. Константа пропорциональности k – теплопроводность

Перенос тепловой энергии в твердых телах обычно может быть обусловлен двумя эффектами : [1] миграцией свободных электронов и [2] решеточными колебательными волнами (фононами)

Когда электроны и фононы переносят тепловую энергию, что приводит к теплопроводности в твердом теле теплопроводность может быть выражена как k = ke + kph

Подводя итог, можно сказать, что существуют два носителя тепловой энергии для переноса тепла через твердые тела: электроны и колебательные фононные волны решетки. Возьмем металлы. Два носителя тепла [1] 1-й носитель тепла – электрон и [2] 2-й носитель тепловых колебательных волн внутри металлов.

Объяснение:

Роль делокализованных электронов : Металлы в целом обладают высокой теплопроводностью. Высокая теплопроводность металлов обусловлена ​​тем, что их внешние электроны делокализованы. Эти электроны являются переносчиками тепла.

Роль молекулярных колебаний : Вторым переносчиком тепла являются колебания решетки, которые генерируют волны от одного атома, ударяющего о другой соседний атом. Мы называем это фононными волнами. Звучит немного сложно, но это не сложно. Объяснил простыми словами. Решетка определяется как геометрическое расположение атомов, ионов или молекул кристаллического тела в виде точек в пространстве. Когда атомы, ионы или молекулы в твердом теле располагаются упорядоченно, мы называем это кристаллами. Металлы обычно представляют собой кристаллические твердые тела. Колебания решетки – это колебания атомов в твердом теле относительно положения равновесия. Коллективная вибрация атомов внутри кристалла образует волну, когда каждый из них сталкивается с соседними атомами. Это второй носитель тепла.

Коэффициент теплоотдачи : Коэффициент теплоотдачи – количественная характеристика конвективного теплообмена между текучей средой (жидкостью) и поверхностью (стенкой), обтекаемой жидкостью . Обратите внимание на подчеркнутые слова, это конвективный теплообмен между жидкостью и металлической стенкой. Суть, скрытая в этом определении, заключается в том, что для того, чтобы тепло достигло металлической стенки, оно также должно пересечь застойный пограничный слой на поверхности металла по кондуктивному способу теплопередачи.

Температурный профиль типичной принудительной конвекции

Температура горячей жидкости T1. Конвективный теплообмен от Т1 к Т2

Кондуктивный теплообмен от Т2 к Т3 через застойный пограничный слой. Температура стенки T3.

 Q = h x A [T1-T3], A — площадь поверхности, на которой происходит теплопередача, м2, T1 — температура окружающей жидкости, k. T3 – температура поверхности твердой стенки, к. h – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 х К).

Следовательно, очевидно, что коэффициент теплопередачи не является свойством материала. Теплопроводность и коэффициент теплопередачи не совпадают. [Кредит: Google]

• Как сжимаемость связана с летучестью газа?
  

  27 июня 2023 г.

• Воспламеняемость и взрывоопасность водорода
  

  25 июня 2023 г.

  

• Фундаментальные проблемы газообразного водорода: термодинамика и кинетика
  

  23 июня 2023 г.

• Поверхностное натяжение — это хорошо или плохо? Роль в нефтегазовой отрасли
  

  22 июня 2023 г.

• Точка росы: ChatGPT согласен с моим предложенным определением
  Объяснение точки росы по углеводородам «Крикондентерм»
  

  21 июня 2023 г.

  

• Обсуждение с ChatGPT
  

  19 июня 2023 г.

• Изэнтальпический и изэнтропический процесс: подробное примечание
  

  19 июня 2023 г.

• Мое взаимодействие с ChatGPT сегодня: где водяной пар хранит энергию
  

  17 июня 2023 г.

• Кинетика и термодинамика прямого захвата воздуха [DAC]
  

  16 июня 2023 г.