Таблица теплопроводности строительных материалов, рекомендации

Комфорт и уют в доме во многом зависят от грамотно рассчитанного теплообмена ещё на этапе строительства. Для этого учитывают всё. Чтобы расчёты были более точными, а сделать их было гораздо легче, применяется таблица теплопроводности строительных материалов. С её помощью можно рассчитать, насколько тепло будет в доме и насколько экономнее получится его отопление. Рассмотрим основные параметры теплопроводности различных материалов и методику вычисления подобной величины общей конструкции.

Чем ниже теплопроводность строительных материалов, тем теплее в доме

Содержание статьи

Что такое теплопроводность, термическое сопротивление и коэффициент теплопроводности

Что же за «зверь» − теплопроводность? Если «расшифровать» сложное физическое определение, то можно получить следующее пояснение. Теплопроводность – свойство, которым обладают все строительные материалы. Характеризуется способностью отдавать тепло от нагретого предмета более холодному. Чем быстрее и интенсивнее это происходит, тем холоднее сам материал, соответственно, и строение из него нуждается в более интенсивном обогреве. Что не очень эффективно, особенно в денежном плане.

Для оценки величины теплопроводности используются специальные коэффициенты, которые уже заранее выявлены. ГОСТ 30290-94 контролирует методы определения подобной характеристики. Последняя нераздельно связана с термическим сопротивлением, которое означает сопротивление слоя теплоотдачи. В случае многослойного материала оно рассчитывается как сумма термических сопротивлений отдельных слоёв. Сама же эта величина равна отношению толщины слоя к коэффициенту.

ИСТ-1 – прибор для определения теплопроводности

Внимание! Для упрощённого расчёта теплосопротивления стены в сети можно найти калькулятор с доступным и понятным интерфейсом.

Как видите, в определении теплопроводности нет ничего сложного и непонятного. Зная все подобные характеристики будущих материалов, можно составить «энергоэффективный бутерброд», но только при условии учёта всех обстоятельств, которые будут влиять на теплоэффективность каждого слоя конструкции.

Основные параметры, от которых зависит величина теплопроводности

Не все строительные материалы одинаково теплоэффективны. На это влияют следующие факторы:

1. Пористая структура материала говорит о том, что подобное строение неоднородно, а поры наполнены воздухом. Тепловые массы, перемещаясь через такие прослойки, теряют минимум своей энергии. Поэтому пенобетон именно с замкнутыми порами считается хорошим теплоизолятором.

   Замкнутые поры пенобетона наполнены воздухом, который по праву считается лучшим теплоизолятором

2. Повышенная плотность материала гарантирует более тесную взаимосвязь частиц друг с другом. Соответственно, уравновешивание температурного баланса происходит намного быстрее. По этой причине плотный материал обладает большим коэффициентом проводимости тепла. Поэтому железобетон считается одним из самых «холодных» материалов.

   Высокая плотность даёт хорошую прочность железобетону, но также и «обделяет» его теплоэффективностью

3. Влажность – злокачественный фактор, повышающий скорость прохождения тепла. Поэтому так важно качественно произвести гидроизоляцию необходимых узлов здания, грамотно организовать вентиляцию и использовать максимально инертные к намоканию строительные материалы.

«Холодно, холодно и сыро. Не пойму, что же в нас остыло…» Даже Согдиана знает о том, что сырость и холод − вечные соседи, от которых не спрячешься в тёплом свитере

Зная, что такое проводимость тепла, и какие факторы на неё влияют, можно смело пробовать применять свои знания для расчётов будущих строительных конструкций. Для этого нужно знать коэффициенты используемых материалов.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов – таблицы

Теплоизоляционные свойства материалов прекрасно демонстрируют сводные таблицы, в которых представлены нормативные показатели.

Таблица коэффициентов теплоотдачи материалов. Часть 1Проводимость тепла материалов. Часть 2Таблица теплопроводности изоляционных материалов для бетонных полов

Но эти таблицы теплопроводности материалов и утеплителей учли далеко не все значения. Рассмотрим подробнее теплоотдачу основных строительных материалов.

Таблица теплопроводности кирпича

Как уже успели убедиться, кирпич – не самый «тёплый» стеновой материал. По теплоэффективности он отстаёт от дерева, пенобетона и керамзита. Но при грамотном утеплении из него получаются уютные и тёплые дома.

Сравнение теплопроводности строительных материалов по толщине (кирпич и пенобетон)

Но не все виды кирпича имеют одинаковый коэффициент теплопроводности (λ). Например, у клинкерного он самый большой – 0,4−0,9 Вт/(м·К). Поэтому строить из него что-то нецелесообразно. Чаще всего его применяют при дорожных работах и укладке пола в технических зданиях. Самый малый коэффициент подобной характеристики у так называемой теплокерамики – всего 0,11 Вт/(м·К). Но подобное изделие также отличается и большой хрупкостью, что максимально минимизирует область его применения.

Неплохое соответствие прочности и теплоэффективности у силикатных кирпичей. Но кладка из них также нуждается в дополнительном утеплении, и в зависимости от региона строительства, возможно, ещё и в утолщении стены. Ниже приведена сравнительная таблица значений проводимости тепла различными видами кирпичей.

Теплопроводность разных видов кирпичей

Таблица теплопроводности металлов

Теплопроводность металлов не менее важна в строительстве, например, при выборе радиаторов отопления. Также без подобных значений не обойтись при сварке ответственных конструкций, производстве полупроводников и различных изоляторов. Ниже приведены сравнительные таблицы проводимости тепла различных металлов.

Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 1Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 2Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 3

Таблица теплопроводности дерева

Древесина в строительстве негласно относится к элитным материалам для возведения домов. И это не только из-за экологичности и высокой стоимости. Самые низкие коэффициенты теплопроводности у дерева. При этом подобные значения напрямую зависят от породы. Самый низкий коэффициент среди строительных пород имеет кедр (всего 0,095 Вт/(м∙С)) и пробка. Из последней строить дома очень дорого и проблемно. Но зато пробка для покрытия пола ценится из-за своей невысокой проводимости тепла и хороших звукоизоляционных качеств. Ниже представлены таблицы теплопроводности и прочности различных пород.

Проводимость тепла дереваПрочность разных пород древесины

Таблица проводимости тепла бетонов

Бетон в различных его вариациях является самым распространённым строительным материалом на сегодня, хотя и не является самым «тёплым». В строительстве различают конструкционные и теплоизоляционные бетоны. Из первых возводят фундаменты и ответственные узлы зданий с последующим утеплением, из вторых строят стены. В зависимости от региона к таковым либо применяется дополнительное утепление, либо нет.

Сравнительная таблица теплоизоляционных бетонов и теплопроводности различных стеновых материалов

Наиболее «тёплым» и прочным считает газобетон. Хотя это не совсем так. Если сравнивать структуру пеноблоков и газобетона, можно увидеть существенные различия. У первых поры замкнутые, когда же у газосиликатов большинство их открытые, как бы «рваные». Именно поэтому в ветреную погоду неутеплённый дом из газоблоков очень холодный. Эта же причина делает подобный лёгкий бетон более подверженным к воздействиям влаги.

Какой коэффициент теплопроводности у воздушной прослойки

В строительстве зачастую используют воздушные ветронепродуваемые прослойки, которые только увеличивают проводимость тепла всего здания. Также подобные продухи необходимы для вывода влаги наружу. Особое внимание проектированию подобных прослоек уделяется в пенобетонных зданиях различного назначения. У подобных прослоек также есть свой коэффициент теплопроводности в зависимости от их толщины.

Таблица проводимости тепла воздушных прослоек

Калькулятор расчёта толщины стены по теплопроводности

На практике подобные данные применяют часто и не только профессиональными проектировщиками. Нет ни одного закона, запрещающего самостоятельно создавать проект своего будущего дома. Главное, чтобы тот соответствовал всем нормативам и СНиПам. Чтобы рассчитать теплопроводность стены, можно воспользоваться специальным калькулятором. Подобное «чудо прогресса» можно как установить к себе на компьютер в качестве приложения, так и воспользоваться услугой онлайн.

Окно расчёта калькулятора

В нём нет премудростей. Просто выбираешь необходимые данные и получаешь готовый результат.

Расчёт толщины стен с использованием глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе

Существуют и более сложные калькуляторы расчёта, где учитываются все слои стен, пример подобного расчётного «механизма» показан на фото ниже.

Расчёт проводимости тепла всех прослоек стен

Конечно, теплоэффективность будущего здания – это вопрос, требующий пристального внимания. Ведь от него зависит, насколько тепло будет в доме и насколько экономно будет его отапливать. Для каждого климатического региона существуют свои нормы коэффициентов теплопроводности ограждающих конструкций. Можно рассчитать самостоятельно теплоэффективность, но если возникают проблемы, лучше обратиться за помощью к специалистам.

 

Предыдущая

Строительные материалыИз чего делают цемент: от теории к практике

Следующая

Строительные материалыКрепкий пол в каждый дом: ламинат или линолеум — что лучше

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

Технические характеристики некоторых теплоизоляционных материалов

В таблице ниже, представлены основные характеристики теплоизоляционных материалов такие как: плотность, теплопроводность, паропроницаемость, прочность и максимальная температура эксплуатации. При сравнении представленных теплоизоляционных материалов по данным параметрам видно, что пенополиуретан (ППУ) имеет наилучшие эксплуатационные характеристики. Именно поэтому он был выбран как теплоизоляционный материал и основа для производства термопанелей «Регент™».

Сравнительная таблица теплоизоляционных материалов:

Материал	Технические характеристики
	Плотность, ρ, кг/м³	Теплопроводность λ, Вт/м² °С	Паропроницаемость μ, мг/м*ч*Па	Прочность σ, МПа	Максимальная рабочая температура Траб, °С
Пенополиуретан	25 – 60	0,018 – 0,032	0,02 – 0,03	0.19 – 0,2	130 – 150
Пенополистирол экструдированный	35 – 45	0,028 – 0,032	0,013 – 0,018 – 0,006	0,2 – 0,4	65 – 75
Пенополистирол вспученный ПСБ	15 – 50	0,038 – 0,05	0,05	0,05 – 0,14	65
Пенополиэтилен	25 – 30	0,037 – 0,05	0,001	0,025	80 – 100
Пенополипропилен	40	0,04	0,0001	0,1	140 – 150
Стекловата	15 – 75	0,035 – 0,05	0,5 – 0,6	0,02	280 – 1100
Минеральная вата	35 – 200	0,036 – 0,06	0,4 – 0,6	0,02	250 – 700
Ячеистый бетон	300 – 1000	0,1 – 0,3	0,1 – 0,3	1 — 10	1000

Смотрите также:

Теплоизоляционные материалы: виды и свойства

Среди разнообразия материалов для утепления жилища выбрать нужный вариант бывает совсем непросто. Каждый из них зачастую разделяется несколько видов с присущими ему уникальными характеристиками. Сравнительный анализ может занять продолжительное время, поэтому представление об общих свойствах того или иного утеплителя поможет если не окончательно определиться с выбором, то хотя бы подскажет, в каком направлении следует двигаться. В статье речь пойдет о строительных теплоизоляционных материалах.

Содержание:

1. Теплоизоляционные материалы виды и свойства

 

Теплоизоляционные материалы виды и свойства

Пенопласт

Один из наиболее популярных теплоизоляционных материалов для стен – это пенопласт. Он относится к категории недорогих утеплителей и прочно занимает в ней лидирующие позиции. Надо сказать, что это полностью оправдано. Его эффективность подтверждена достаточным количеством строений как жилого, так и промышленного назначения.

Итак, среди его положительных характеристик особо выделяется:

• цена. Затраты на производство минимальны. Расход материала (в сравнении с популярной минватой) в полтора раза меньше;
• простота монтажа. Пенопласт не потребует сооружения обрешеток и направляющих. На стену он монтируется посредством приклеивания;
• универсальность. Правильно подобранный вид утеплителя позволит создать надежный теплозащитный барьер пола, фасада, стен, перекрытий между этажами, кровли, потолка.

Он эффективно справляется с защитой от холода жильцов каркасных домов, закладывается внутрь полых кирпичных стен.

Показатели в зависимости от классификации удобнее всего рассмотреть в таблице. Разделение основано на таком показателе, как плотность.

Характеристики	Марки пенопласта				Примечания
	ПСБ С 50	ПСБ С 35	ПСБ С 25	ПСБ С 15
Плотность (кг/м³)	35	25	15	8	Повышенной плотностью обладают виды ПС – 4, ПС – 1
Стойкость на излом (МПа)	0,30	0,25	0,018	0,06
Стойкость к сжатию (МПа)	0,16	0,16	0,08	0,04
Способность впитывать влагу (%)	1	2	3	4	При полном погружении на срок 24 часа
Теплопроводность (Вт/мк)	0,041	0,037	0,039	0,043
Время самозатухания (сек.) / класс горючести	3     Г 3	1     Г 3	1     Г 3	4     Г 3	При условии отсутствия прямого контакта с открытым пламенем Нормально горючие
Коэффициент паропроницаемости (мг)	0,05	0,05	0,05	0,05

Все описанные виды допустимо эксплуатировать при температуре от – 60 до + 80°C.

Материал класса ПС производится с применением прессования, что придает ему повышенную плотность (от 100 до 600 кг/м³). Он с успехом применяется как утеплитель цементных полов и там, где на основание предполагаются значительные нагрузки. Остальные технические характеристики в целом совпадают с вышеприведенными данными по другим видам пенопласта.

Конечно, по некоторым цифрам и коэффициентам у пенопласта имеются расхождения, например, с более современным вспененным полистиролом или пенофолом, но разница настолько незначительна, что будет абсолютно не ощутима жильцам дома.

Поэтому сильными сторонами пенопласта по праву считаются:

• небольшой коэффициент теплопроводнрости, позволяющий сохранять тепло в строениях из любого вида материала от кирпича до газосиликатных блоков;

• структура ячеек у пенопласта – закрытая, поэтому он крайне плохо впитывает в себя жидкость. Для утеплителя это крайне важный показатель, ведь при наборе воды он теряет свои теплосберегающие свойства. Подвалы, цокольные этажи, имеющие прямой контакт (или угрозу такового) с грунтовыми водами с успехом утепляются при помощи пенопласта;
• шумоизоляция идет как приятное дополнение к функции уменьшения теплопотерь. Воздух, скрытый в запечатанных ячейках материала успешно гасит даже самые интенсивные звуковые волны, передаваемые в пространстве. Для того чтобы создать барьер для ударного шума, одним пенопластом обойтись не получится;
• стойкость  к воздействию спиртов, щелочных и солевых растворов, водоэмульсионных красок у этого материала «развита» на высоком уровне. Помимо этого его не выбирают в качестве достойной среды обитания грибки и плесень. Стоит отметить, что грызуны наоборот, очень любят пенопласт и часто предпочитают в нем поселиться. Борьба с ними любыми доступными средствами не позволит непрошеным соседям портить утеплитель;
• экологическая безопасность. Никаких вредных веществ пенопласт из себя не выделяет. Современный стандарт этого утеплителя – полное соответствие санитарным нормам;
• в качестве дополнительной защиты от горения, на стадии производства к основным ингредиентам добавляют антипирены, призванные увеличивать огнеупорность пенопласта. А если прямой контакт с огнем отсутствует, то он сам затухает за небольшой промежуток времени. Но, справедливости ради, стоит отметить, что он все-таки считается горючим материалом;
• потери вышеперечисленных свойств не случится, даже если будет кратковременный контакт с источником тепла до 110°, а вот длительное воздействие более 80° C повлечет деформацию и утрату характеристик.

Описанные температурные режимы относятся к разряду аномалий, и не встречаются с регулярной частотой, так что делать их основным мотивом для отказа от использования пенопласта нецелесообразно.

Плиты пеноплекс

Вспененный полистирол, пенополистирол, экструзионный полистирол – все это название одного и того же материала, продающегося в строительных магазинах как утеплитель пеноплекс.  Он приходится «родственником» привычному для всех пенопласту, считаясь при этом материалом, стоящим на ступеньку выше.

Основное отличие начинается уже на стадии производства, где применяются экструзионные установки. Как результат, мелкоячеистая структура материала обладает большей прочностью, чем его «собрат» пенопласт. Его отличают также прекрасные гидрофобные показатели. В аленьких ячейках надежно запечатан воздух, не позволяющий теплому воздуху покидать помещение, а холодному, наоборот, проникать внутрь.

Основные свойства теплоизоляционного материала:

• прочность. Она достигается за счет уникальной однородной структуры. При больших нагрузках плита не деформируется, качественно распределяя вес, но при этом легко разрезается строительным ножом на куски нужного размера;
• экологичность материала доказана многократными исследованиями, он стоек к образованию грибка и плесени, его не любят грызуны. Некоторые виды органических растворителей способны размягчить пеноплекс и нарушить форму и структуру плиты. Поэтому при работе с этим утеплителем рекомендуется избегать контакта с подобными жидкостями;
• низкая паропроницаемость предполагает четкое соблюдение технологии монтажа и рекомендации по применению, чтобы не создавать парникового эффекта в помещении;

• срок эксплуатации у плит пеноплекса составляет минимум 50 лет. Это гарантированный отрезок времени, на протяжении которого материал будет обладать своими изначальными характеристиками;
• коэффициент теплопроводности – главный показатель, по которому вспененный полистирол считается хорошим утеплителем. Низкие значения данного показателя говорят о том, что дом будет надежно защищен от потерь тепла.
• Типы теплоизоляционного материала пеноплекс и направления их использования достаточно разнообразны (в скобках приведены использовавшиеся раньше и современные названия материала).
• Утепление фасадов (ПЕНОПЛЕКС 31 или «Стена»). Он изготавливается с добавлением антипиренов. Хорошо применим для цоколей, внутренних и внешних стен, перегородок, фасадов. Его плотность 25-32 кг/м ³, прочность на сжатие – 0,20 МПа.
• Фундамент (ПЕНОПЛЕКС 35 без добавок для огнестойкости или «фундамент). Помимо вытекающего из названия варианта применения, этот вид широко используется при обустройстве подвалов, отмосток и цоколей. Плотность выражается в показателях 29-33 кг/м ³, а прочность на сжатие 0,27 МПа.
• Крыши. (ПЕНОПЛЕКС 35 или «Кровля»). Скатная или плоская кровля любого типа может быть утеплена с помощью этого вида пенополистирола. Он достаточно плотный (28 – 33 кг/м ³), чтобы создать эксплуатируемую крышу.
• Загородные коттеджи, сауны, дома. (ПЕНОПЛЕКС 31 С или «Комфорт»). Универсальный утеплитель. Дома, кровля, стены и цоколи в небольших частных строениях – вот сфера его применения. Показатели плотности – 25-35 кг/м³, прочность – 0,20 МПа.

Вспененный полистирол занимает достойные позиции по популярности благодаря хорошим эксплуатационным показателям.

Теплоизоляционный материал стекловата

Известный не одному поколению строителей утеплитель сегодня претерпел некоторые видоизменения. Но, по сути, остался тем же материалом из расплавленной стекломассы. Песок и вторсырье стеклянного происхождения при температуре свыше 1400 °C  вытягиваются в тонкие волокна, которые формируются в небольшие пучки (при участии связующих компонентов), а затем нагреваются и прессуются в изделие, напоминающее войлок. К потребителю стекловата попадает в матах или рулонах и предназначается для утепления как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

Она относится к категории минеральных материалов и по-прежнему выпускается в больших объемах, а это свидетельствует о востребованности и наличии значительного числа положительных характеристик, с которыми стоит познакомиться чуть ближе.

• Хрупкость относится скорее к значительным недостаткам. Чтобы стекловата не разлеталась на составные части при работе, маты и полотна прошивают. Но от мелких разлетающихся во все стороны частиц никое армирование не спасет. Поэтому экипировка у работающего со стекловатой человека должна быть серьезной: хорошо закрывающая тело одежда, маска-респиратор, очки и перчатки.
• Теплопроводность у материала низкая, но по сравнению с другими материалами аналогичного назначения, она считается высокой.
• Стоимость стекловаты оставляет ее конкурентоспособной. За счет доступности она востребована, тем более что потери тепла она действительно снижает.
• Удобство транспортировки и применения. Весят рулоны и маты с материалом мало и упаковки достаточно компактны, чтобы привезти весь объем для утепления дома одним разом. Настилать ее тоже несложно. Единственный нюанс – при утеплении вертикальных оснований она может выпадать из каркаса, потому что достаточно гибкая и малоупругая. Проблема решается сооружением направляющих с меньшим расстоянием, чем ширина мата. Резать по размеру материал легко.
• Безопасность. Определенные неудобства и вред здоровью стекловата способна причинить только на этапе монтажа. Но при правильной организации труда неприятностей не случится. А после того, как материал заложен в основание и закрыт гипсокартоном, листами ДСП или другими отделочными материалами, никакого вреда человеку он не принесет.
• Отсутствие грызунов. В силу специфики материала мыши и крысы не облюбуют этот утеплитель для создания в нем уютных нор.
• Стекловата относится к негорючим материалам.
• Звукоизоляция при ее применении тоже обеспечивается.

Таким образом, пользоваться стекловатой удобнее всего для утепления пола и перекрытий. Можно проявить сноровку и при отделке стен. Главным недостатком остается вредная пыль, неизбежная при нарезке и раскатке, но для некоторых потребителей небольшая стоимость с лихвой перекрывает этот минус.

Шлаковата

Продолжая разговор о минеральных утеплителях, стоит упомянуть и о шлаковате. Производят ее из доменного шлака. Так как это своего рода отход производства (при выплавке чугуна в доменных печах остается стекловидная масса), то затраты на ее изготовление невелики, а следовательно и цена на готовый утеплитель является вполне доступной.

Шлаковата способна хорошо блокировать тепло в помещениях, но недостатков и ограничений по использованию у нее достаточно, чтобы свести на нет небольшую стоимость и хорошую теплоизоляцию.

• Итак, шлаковата боится влаги. Применять ее в ванных комнатах или на фасадах неоправданно. При этом она способна окислять различные металлические детали и конструкции, с которыми вступает в непосредственный и длительный контакт.
• В довершение ко всему этому, она колется и требует применения специальной защиты во время работы. На ее фоне стекловата выглядит гораздо привлекательнее, поэтому шлаковата в современном строительстве применяется крайне редко.

Минеральный теплоизоляционный материал

Базальтовая, каменная, минеральная вата, роквул – под этими названиями чаще всего скрывается один и тот же материал.

• Его волокна по размеру не уступают шлаковате, но они не доставляют дискомфорта при монтаже. Безопасность в применении – это одно из первых отличительных свойств этого утеплителя из разряда минеральных.

• Коэффициент теплопроводности этого материала исчисляется от 0,077 до 0,12 Вт/метр-кельвин. Базальтовую вату называют самой лучшей по всем параметрам. Она не содержит дополнительных вредных для здоровья примесей, может выдерживать длительное воздействие крайне высоких и низких температур, удобна в применении.
• И обычная каменная и базальтовая вата не поддаются горению. Волокна будут только плавиться, спекаться между собой, но не допустят дальнейшего распространения огня.
• Утеплять каменной ватой можно любые здания, как при постройке с нуля, так и уже достаточно долго находящиеся в эксплуатации. Базальтовый утеплитель не нарушает микроциркуляцию воздуха, а значит, может применяться в тех строениях, где приточная вентиляция не функционирует должным образом.
• Определенные неудобства для некоторых строителей могут возникнуть с необходимостью возведения фальшстены. Без нее выполнить укладку утеплителя не получится. Но на самом деле технология строительства очень проста, пространства «съедается» не так уж и много.
• Материал экологически чистый, хорошо подходит и для утепления деревянных домов. Намокать ему категорически запрещается, поэтому гидроизоляционный слой должен быть выполнен по всем требованиям.
• Рекомендуемая толщина теплоизоляционного материала для средней полосы составляет 15-20 см, в южных регионах достаточно 10 см слоя.

• Каменная вата хорошо поглощает звук. Это достигается за счет того, что ее волокна располагаются хаотично, а между ними в большом количестве скапливается воздух. Такая структура прекрасно гасит звуки.
• Описываемый утеплитель химически пассивен. Даже если он будет плотно соприкасаться с металлической поверхностью, то следов коррозии на ней не появится. Гниение и заражение грибками или плесенью каменной вате тоже не свойственно. Грызунов и других вредителей материал не привлекает.
• Единственным действительно отрицательным моментом ее применения служит достаточно большая стоимость.

Характеристики теплоизоляционных материалов

Эковата

Эковата – это утеплитель, произведенный из макулатуры и различных остатков от изготовления бумаги и картона. Помимо этих компонентов добавляются в состав антисептики и довольно мощный антипирен. Он крайне необходим, ведь судя по тому, что 80% от материала составляет легковоспламеняющаяся целлюлоза, уровень горючести у такого теплоизоляционного изделия достаточно высок.

Эковата не лишена недостатков.

• Один из них – это ее естественное уменьшение в объеме. Она способна оседать, теряя до 20% от первоначального уровня закладки. Чтобы этого не допустить, эковату используют с избытком. Создание «запаса» восполнит уменьшающийся во время эксплуатации объем.
• Утеплитель довольно хорошо вбирает в себя влагу. Это напрямую влияет на способность сохранять тепло. Материалу  нужна  возможность отдавать влагу во внешнюю среду, поэтому теплоизоляционный слой должен быть вентилируемым.
• Для того чтобы осуществить монтаж, потребуется специальное оборудование. Оно представляет собой устройство, которое с равномерной плотностью закачивает утеплитель, исключая его дальнейшую усадку. В связи с этим потребуется помощь наемных специалистов с опытом работы именно с этим видом утеплителя. Влажный способ нанесения, который предполагает такие сложности, открывает еще и перспективу перерыва в строительных работах, пока будет сохнуть эковата (от двух до трех суток).

Существует, конечно, методика сухого утепления, но более качественный результат все-таки у вышеописанного варианта монтажа. Если горизонтальные поверхности можно утеплить, не применяя специального оборудования, то создавая слой теплоизоляции на стенах, без него будет сложно обойтись. Появляется риск неравномерной усадки материала и создание неутепленных полостей.

• Особенности самого материала не предполагают его самостоятельного (бескаркасного) использования, когда утепление осуществляется при помощи стяжки. В отличие от плит пенополистирола, эковата не обладает для этого достаточной прочностью.
• Потребуется соблюдать значительные меры предосторожности при ее монтаже:
  • проводить работы вдали от открытого огня;
  • исключить соприкосновение материала с любым источником тепла, который может привести к тлению. То есть при утеплении поверхности рядом с каминной трубой или дымоходом, их потребуется отделить от утеплителя базальтовыми матами с покрытием из фольги или заграждениями из асбестоцемента.

Казалось бы, на фоне таких сложностей, можно сразу отказаться от применения эковаты, но ее положительные стороны для кого-то могут стать мощным стимулом к ее использованию.

• Материал (даже при учете прибавки на усадку) довольно экономичен.
• Такой утеплитель экологичен и безопасен для здоровья. Исключение может составлять материал, где в качестве антипирена применялась борная кислота или сульфаты аммония. В этом случае эковату будет отличать резкий и неприятный запах.
• Она является бесшовным утеплителем, не имеющим мостиков холода. А это значит, что теплопотери в зимний период сократятся до минимума.
• Материал стоит недорого, позволяя при этом получить хорошую теплоизоляцию.

В качестве звукоизолирующего материала эковата может посоревноваться со многими описанными выше материалами.

Пенополиуретан (ППУ)

Полиэфир с добавлением воды, эмульгаторов и активных реагентов, при воздействии катализатора, образуют вещество со всеми признаками и показателями хорошего теплоизолирующего материала.

Пенополиуретан обладает следующими характеристиками:

• низкий коэффициент теплопроводности: 0,019 – 0,028 ВТ/метр-кельвин;
• наносится методом распыления, создавая сплошное покрытие без мостиков холода;
• легкий вес застывшей пены не оказывает давления на конструкцию;
• простота применения без каких-либо крепежей дает возможность провести утепление поверхности с любой конфигурацией;
• долгий срок службы, включающий в себя стойкость к морозам и жаре, любым атмосферным осадкам, гниению;
• безопасность для человека и окружающей среды;
• не разрушает металлические элементы конструкции, а напротив, создает для них антикоррозийную защиту.

Стены, пол и потолок – его применение доступно везде. ППУ будет держаться на стекле, дереве, бетоне, кирпиче, металле и даже на окрашенной поверхности. Единственное, от чего стоит защищать пенополиуретан – это от воздействия прямых лучей света.

Виды теплоизоляционных материалов

Рефлекторные теплоизоляционные материалы

Есть группа теплосберегающих материалов, работающих по принципу отражателей. Они функционируют довольно просто: сначала поглощают, а затем отдают назад полученное тепло.

• Поверхность таких утеплителей в состоянии отразить более 97% дошедшего до их поверхности тепла. Это доступно за чет одного или пары слоев полированного алюминия.
• Он не содержит примесей, а наносится на слой вспененного полиэтилена для удобства применения.

• Тонкий на вид материал способен удивлять своими возможностями. Один или двухсантиметровый слой отражающего утеплителя создает эффект, сравнимый с использованием волокнистого изолятора тепла от 10 до 27 см толщиной. Среди наиболее популярных материалов в этой категории можно назвать Экофол, Пенофол, Пориплекс, Армофол.
• Помимо тепло- и звукоизоляции такие утеплители создают пароизоляционную защиту (и часто применяются в этом качестве).

Вывод достаточно прост: идеального утеплителя не существует. В зависимости от средств, преследуемых целей и личных предпочтений (включая удобство в работе), каждый сможет выбрать для себя оптимальный материал для создания теплого и по-настоящему уютного дома. Но надо помнить, что при использовании на кровле каждого из вышеописанного утеплителя, требуется обязательная гидроизоляция теплоизоляционного материала.

виды и свойства (таблица), использование

Для любого помещения не помешает утепление, несмотря на температурный режим. В зимние холода комната станет теплее, тогда как зной будет переносить гораздо легче. Утепление способно создать комфортный климат для проживания и работы.

Современные производители стараются выпускать разнообразные материалы, каждый из которых предназначается для выполнения основных и дополнительных задач. В магазине можно встретить теплоизоляцию, представленную жгутами, гранулами проч. Кроме того, предпочесть можно утеплитель в виде матов, цилиндров и блоков.

В первую очередь обращать внимание необходимо не на форму, а на содержание и качественные характеристики. Теплоизоляционные материалы, виды и свойства которых будут описаны ниже, необходимо выбирать, руководствуясь, прежде всего, качествами теплопроводности. Эта характеристика указывает на то, сколько тепла будет проходить сквозь данный материал.

Можно выделить теплоизоляцию двух видов, первый из которых обладает отражающими характеристиками, тогда как второй — предотвращающими свойствами. Первые материалы способны снизить теплопотери благодаря уменьшению инфракрасного излучения. Что касается предотвращающей разновидности, то ее используют наиболее часто. Она предусматривает применение материалов с незначительными качествами теплопроводности. В этой роли выступают три типа, среди них — неорганические, смешанные и органические.

Разновидности утеплителей

Теплоизоляционные материалы, виды и свойства которых будут описаны в статье, широко представлены на современном рынке. Для их производства применяется сырье, которое имеет естественное происхождение, а именно отходы деревообрабатывающего и сельскохозяйственного производства. Помимо прочего, в составе органических утеплителей находятся некоторые виды цемента и пластика.

Полученный материал характеризуется отличной устойчивостью к возгоранию, на него не воздействует влага, он не реагирует на биологически активные вещества. Используется утеплитель там, где поверхность не нагревается больше, чем на 150 градусов по Цельсию. Органические используются в роли внутреннего слоя многослойных конструкций. Здесь можно выделить оштукатуренные фасады. Ниже представлены некоторые разновидности органических утеплителей.

Свойства арболита

Рассматривая теплоизоляционные свойства материалов, вы наверняка обратите внимание на арболит, который является достаточно новым в своей области. Его изготавливают из стружки, камыша, соломы и мелко нарезанных опилок. Среди ингредиентов содержатся химические добавки и цемент.

На заключительном этапе производства утеплитель обрабатывается минерализатором. Плотность данного материала варьируется в пределах от 500 до 700 килограммов на кубический метр, тогда как коэффициент теплопроводности изменяется от 0,08 до 0,12 ватта на метр на Кельвин. Специалистов достаточно часто интересует предел прочности на сжатие, он находится в пределах 0,5 до 3,5 мегапаскаля. Предел прочности на изгиб — от 0,4 до 1 мегапаскаля.

Характеристики пенополивинилхлоридного утеплителя

Рассматривая виды теплоизоляционных материалов, вы обязательно встретите данный утеплитель, который изготавливается из поливинилхлоридных смол, приобретающих ячеистую структуру. Материал можно назвать универсальным по причине того, что он может быть как мягким, так и твердым. Можно выбрать пенополивинилхлорид для утепления фасада, стен, кровли, входных дверей, а также пола. Плотность, а точнее ее среднее значение, равно примерно 0,1 килограмма на кубический метр.

Утеплитель из древесностружечных плит

Современные теплоизоляционные материалы включают утеплитель, выполненный из ДСП. В основе содержится мелкая стружка, которая составляет 9/10 от всего объема материала. В роли остальных ингредиентов используются синтетические смолы, гидрофобизатор и антисептические вещества.

Плотность изменяется от 500 до 1000 килограммов на кубический метр. Предел прочности на растягивание достигает цифры в 0,5 мегапаскаля. Влажность может составлять от 5 до 12%, тогда как предел прочности на изгиб максимально может быть равен 25 мегапаскалям. При воздействии влаги материал может впитывать воду от 5 до 30% от общего объема.

Особенности ДВИП

Рассматривая лучшие теплоизоляционные материалы, вы можете обратить внимание на утеплитель, изготовленный из древесноволокнистой изоляционной плиты. По составу она напоминает ДСП. В основе содержатся обрезки стеблей соломы кукурузы или древесные отходы. В процессе производства может использоваться даже бумага. В качестве связующего применяются синтетические смолы. Используются и добавки в виде антипиренов, антисептиков и гидрофобизирующих веществ.

Основные характеристики ДВИП

Подобные строительные теплоизоляционные материалы характеризуются плотностью, которая не превышает 250 килограммов на кубический метр. 12 мегапикселей составляет предел прочности на изгиб. Коэффициент теплопроводности не может быть больше цифры, ограниченной 0,07 ватта на метр на Кельвин.

Пенополиуретановый утеплитель

Характеристики теплоизоляционных материалов, которые сегодня можно встретить на рынке, мы рассматриваем в статье. Если говорить о пенополиуретане, то он характеризуется хорошими шумопоглотительными качествами, отлично претерпевает воздействие химических веществ, а также не боится влаги. Пенополиуретан наносится методом напыления, что позволяет обрабатывать не только пол, но и потолок, а также стены. Помимо прочего, с помощью него можно утеплить поверхности со сложной конфигурацией. При этом не образуются мостики холода.

Основные характеристики

Плотность изменяется в пределах от 40 до 80 килограммов на кубический метр. Если достичь цифры 50 килограммов на кубический метр, то материал будет демонстрировать качество влагостойкости. Коэффициент теплопроводности максимально достигает показателя 0,028 ватта на метр на Кельвин. Это значение можно назвать лучшим среди тех, которыми обладают современные утеплительные материалы.

Характеристики пеноизола

Рассматривая основные теплоизоляционные материалы, описанные в статье, можно выделить пеноизол. В ходе производства для исключения качеств хрупкости добавляется глицерин. В продаже пеноизол встречается в виде блоков или крошки. Производитель выпускает данный утеплитель еще и в жидком виде, при этом производится заливка теплоизоляции в специальные полости. При воздействии комнатной температуры структура начинает твердеть.

Качественные характеристики

Плотность не превышает двадцати килограммов на кубический метр. Если сравнивать с показателями, свойственными пробке, то эта цифра меньше в десять раз. Коэффициент теплопроводности не превышает 0,03 ватта на метр на Кельвин. Температура возгорания равна 300 градусам. При более низкой температуре материал не горит, но обугливается. В качестве минуса в данном случае можно выделить беззащитность перед агрессивными химическими веществами. Помимо прочего, недостаток выражен в сильном поглощении влаги.

Особенности пенополистирола

Если вы рассматриваете теплоизоляционные материалы, виды и свойства, таблица которых представлена в начале статьи, то следует обратить особое внимание на распространенный сегодня пенополистирол. На 98% он состоит из воздушных пузырьков. В составе имеется полистирол и незначительный объем модификаторов.

Коэффициент теплопроводности максимально составляет 0,042 ватта на метр на Кельвин. Материал обладает высокими гидроизоляционными качествами и устойчив к коррозии. На него без изменения качественных характеристик могут воздействовать реагенты и микрофлора. Большинство потребителей выбирает пенополистирол из-за низкой горючести, таким образом, материал затухает самостоятельно. Если он загорается, то выделение тепловой энергии происходит в 7 раз менее интенсивно по сравнению с древесиной.

Использование

Пенополистирол применяется при утеплении разных поверхностей и конструкций. Его можно укладывать под стяжку, не боясь повреждения и продавливания. Таким образом, для обустройства пола необходимо уложить утеплитель с перевязкой швов, после застелить армирующую сетку, на которую заливается бетонная стяжка. Пол при этом получается очень прочным и утепленным. Важно исключить образование стыкующихся швов, которые могут стать причиной проникновения холода.

Особенности фибролита

Рассматривая теплоизоляционные материалы (виды и свойства, таблица представлена в статье), можно приобрести фибролит. Он изготавливается из древесных стружек, которые называются древесной шерстью. Среди ингредиентов можно выделить магнезиальный компонент или цемент. Выпускается материал в виде плит, не боится биологических и химических агрессивных воздействий, а также хорошо способен защитить от шума.

Использование фибролита

Данный утеплитель можно применять в помещениях, которые эксплуатируются при высокой влажности. Это относится, например, к бассейнам. Материал можно использовать в роли несъемной опалубки, которая выполняет функцию утеплителя в процессе эксплуатации. Фибролит незаменим при строительстве жилых помещений, подвалов и чердаков. Достаточно часто его используют для формирования перегородок, перекрытий в постройках монолитного и каркасно-деревянного типа.

Использование эковаты

Если вы выбираете теплоизоляционные материалы (виды и свойства, таблица — все это рассмотрено), то эковата тоже является отличным решением. Она обеспечивает высокий уровень звукоизоляции и теплостойкости. Однако необходимо учесть, что в таком случае есть необходимость в дополнительной гидрозащите, так как полотна способны впитывать влагу. Данный параметр варьируется в пределах от 9 до 15%, что весьма внушительно для утеплителя.

Заключение

Теплоизоляционные материалы (виды и свойства, таблица — вся необходимая информация представлена выше) обладают разными техническими характеристиками, однако выбор следует совершить только после того, как вы изучите их свойства.

теплоизолятор для стен, сравнение утеплителей, теплоизолирующие, виды теплоизоляции, жесткая изоляция

Выбор теплоизоляционного материала – ответственный процесс. Сегодня многие производители стали изготовлять утеплитель, который способен выполнять сразу несколько функций. Он не только делает поверхность теплой, но и создает надежную защиту от ветра, влаги, пара и коррозии.

Виды

Если вы решили утеплить стены, то отправившись в строительный магазин, можно увидеть, что ассортимент теплоизоляционных материалов для стен внутри и снаружи достаточно широк. Каждый из имеющихся утеплителей отличается не только своими теплоизоляционными качествами. Рассмотрим основные виды утеплителей.

Жидкие материалы

Несколько лет назад строители активно применяли для утепления стен твердые теплоизоляционные материалы. Но не так давно на строительном рынке стали появляться новые наружные утеплители для дома, имеющие жидкую консистенцию. По виду и консистенцию такие продукты похожи на краску, поэтому их часто называют утепляющая краска.

На фото-жидкие теплоизоляционные материалы для стен

По составу жидкая теплоизоляция представлена в виде мелких капсул из керамики и стекла. Они заполнены воздухом или инертным газом. Роль связующего компонента материала теплоизоляции стен снаружи выполняют акриловые полимеры. Готовый продукт представляет собой густое тесто.

Жесткие материалы

Для утепления стен могут применять жесткие утеплители, монтаж которых происходит намного проще. Они представляют собой геометрически правильные плиты, благодаря которым можно получить идеально ровную поверхность. Ее затем просто штукатурить или облицовывать различными материалами. В большинстве своем подходят, как утеплители для фасада под сайдинг.

На фото-жёсткие теплоизоляционные материалы для стен:

Твердые утеплители не подвергаются усадке и не мнутся. Монтаж твердых утеплителей не нуждается в обрешетке, каркасах и прочих конструкций. Материалы обладают высокой прочностью, а срок их службы более 50 лет.

Какова цена дюбеля для теплоизоляции, поможет понять информация из статьи.

А вот каковы технические характеристики теплоизоляции изовер, поможет понять информация из статьи.

Какими материалами осуществляется теплоизоляция деревянных стен снаружи, можно увидеть здесь: https://resforbuild.ru/paneli/utepliteli/teploizolyaciya-sten-iznutri-materialy.html

Какой утеплитель для вентилируемых фасадов лучше всего использовать, рассказывается в данной статье.

Сравнение

Если происходит наружное утепление стен, то делать это необходимо на стадии строительства и во многом поможет определиться таблица теплопроводности утеплителей. Как известно, теплоизоляционные материалы достаточно разнообразны. Для каждого из них свойственны свои характеристики. Проведем сравнительный анализ самых популярных утеплителей, учитывая их технические характеристики.

Пенопласт или полистирол

Этот утеплитель активно задействуют при утеплении наружных стен. Пенопласт – самый распространенный теплоизолятор. И это не удивительно, ведь с его помощью можно получить полноценную теплоизоляцию дома с последующей облицовкой декоративной плиткой. Для теплоизоляции стен жидкого дома необходимо применять пенопласт толщиной 50 мм. По показателям теплопроводности такой материал может сравниться с кирпичной кладкой в 1, 5 кирпича.

На видео – сравнение теплоизоляционных материалов для стен:

Процесс монтажа пенопласта осуществляется на стены дома при помощи зонтиков. Затем идут армирующая сетка и штукатурка тонким слоем. Когда армирующий слой будет сухим, то можно приступать к отделке поверхности декоративной штукатуркой. А вот что собой представляют теплоизоляционные свойства керамзита, поможет понять информация из статьи.

Минеральная вата

Если сравнивать его с предыдущим теплоизолятором, то применять его можно для утепления как внешних, так и внутренних стен. Теплопроводность минвата низкая, а плотность плотность.

На фото- минеральная вата

Монтаж материала может происходить по-разному. Можно приклеить его с дальнейшей армировкой и облицовкой декоративной штукатуркой. А можно уложить теплоизолятор за вентилируемый фасад. Характеристики минеральной ваты обязывают, если применять минеральную вату для утепления внутри дома, то ее закладка осуществляется за гипсокартонную обшивку. А вот каковы характеристики минваты изовер , поможет понять информация из статьи.

Теплая штукатурка

Среди преимуществ этого материала можно отметить высокие показатели прочности. Это говорит о том, что поверхность очень трудно повредить, чего нельзя сказать про предыдущие материалы. Теплая штукатурка относится к жидким теплоизолятором. Это ничто иное, как цементно-песчаный раствор с добавлением естественных и полимерных наполнителей.

На фото-теплая штукатурка

Благодаря им удается снизить теплопроводность исходного состава. Теплопроводность стен с теплоизолятором будет напрямую зависеть от применяемых наполнителей. При выкладке тонкого слоя толщиной 1-1,5 см можно заменить 50 мл пенопласт. А вот как выглядит и как используется теплая штукатурка для фасада, можно понять посмотрев фото и информацию из статьи.

Газонаполненные пластмассы

Этот материал для теплоизоляции стен считается одним из самых эффективных. Для его получения применяют метод вспенивания разных материалов. Результатом такого процесса становится листовой пенный теплоизолятор.

На фото-газонаполненные пластмассы

Его монтаж отличается своей простой и удобством. Пенополистирол можно смело отнести к лидерам среди всех производимых пенопластов. Применять теплоизолятор можно для утепления стен снаружи. А вот каковы характеристики теплоизоляции пенопласта и где именно он применяется, рассказывается в данной статье.

Жидкий пенопласт

Это еще один вариант жидкого утеплителя. Его название пеноизол. Его заливка реализуется при помощи шланги между стенками, в щели, опалубку на момент строительства. Этот вариант утепления относится к бюджетным, так как стоимость его 2 раза дешевле по сравнению с другими аналогами.

На фото-жидкий пенопласт для стен

Жидкий пенопласт способен противостоять микробам, воздухопроницаем, плохо горит, имеет длительный срок службы. А вот какая жидкая теплоизоляция для стен изнутри существует помимо указанной выше, рассказывается в данной статье.

Экструдированный пенополистирол

Для изготовления этого материала применяют гранулы полистирола. Их плавят под действием высокой температуры. Затем материал выдавливают из экструдера и вспенивают. Это и дает такие характеристики экструдированному пенополистиролу.

На фото-экструдированный пенополистирол для стен

Таким образом, удается получить прочный, долговечный и воздухопроницаемый утеплитель. Он отлично контактирует с различными покрытиями стен.

Стекловата

Этот материал является разновидностью минерального волокна. Для его изготовления применяют стеклянный бой. Выпуск стекловаты происходит с различной плотностью и толщиной. Если нужно тонкое стекловолокно, то необходимо выбирать материал с толщиной 5 см. Этого достаточно, чтобы заменить кирпичную метровую стену.

На фото-стекловата для стены

Стекловолокно отличается высокой огнестойкостью и упругостью. Характеризуется отличными показателями тепло-и звукоизоляции. Но вот при монтаже стекловолокна необходимо позаботиться о своей безопасности, надев респиратор.

Критерии выборы

Выбирая теплоизоляционный материал для утепления наружных и внутренних стен, необходимо принимать во внимание ряд требований:

1. Теплоизоляционные показатели. Чем выше этот показатель, тем лучше материал будет удерживать тепло.
2. Вес. Чем легче теплоизолятор, тем меньше сложностей возникает в процессе его монтажа.
3. Паропроницаемость. Если этот показатель высокий, то лишняя жидкость будет беспрепятственно уходить.
4. Горючесть. При этом показатели можно определить, насколько пожароопасен материал и представляет ли он угрозу для дома и его жильцов.
5. Экологолическая чистоты. Приобретая современный утеплитель, можно быть уверенным, что он состоит исключительно из натурального сырья.
6. Срок эксплуатации. Необходимо вбирать утеплитель, который имеет длительный срок службы, чтобы не тратить лишние силы и деньги на выполнение повторных работ.
7. Стоимость. И хотя цена теплоизолятора указана последним критерием, для многих она является самым главным. Конечно же, вы должны понимать, что чем дороже материал, тем выше его технические характеристики.

При работе со стенами полезно знать, чем отличается фасадная штукатурка для наружных работ.

Теплоизоляция стен – это ответственная работа, которая требует выбора качественного утеплителя. Сегодня на строительном рынке имеется достаточно вариантов, каждый из которых имеет свои технические характеристики и подходит для утепления стен снаружи или внутри дома.

Свойства теплоизоляционных материалов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Основные свойства теплоизоляционных материалов для температур ниже 900° С  [c.405]

Таблица 8.65. Свойства теплоизоляционных материалов и изделий [14]

Методы экспериментального определения теплофизических свойств теплоизоляционных материалов. … 306  [c.295]

МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ  [c.306]

Методы определения свойств теплоизоляционных материалов  [c.307]

Таблица 8.61. Свойства теплоизоляционных материалов и изделий

Методы экспериментального определения теплофизических свойств теплоизоляционных материалов. … 306 5-3-1. Коэффициент теплопроводности (306). 5-3-2. Коэффициент температуропроводности (311). 5-3-3. Теплоемкость (313). 5-3-4. Комплексные методы (314).  [c.295]

Определение теплофизических свойств теплоизоляционных материалов и конструкций  [c.414]

СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 1. Удельный вес  [c.7]

Свойства теплоизоляционных материалов  [c.8]

Из сказанного следует, что свойства теплоизоляционных материалов должны отвечать ряду технических требований обусловленных характером изолируемого объекта, условиями монтажа и службы изоляции.  [c.24]

Ниже рассматриваются основные свойства теплоизоляционных материалов и конструкций, методы их определения и применяемая для этого аппаратура. Техника и порядок испытаний для установления отдельных показателей, а также применяемые простейшие приборы подробно описаны в главе 8.  [c.24]

Т./ БЛИЦА XXV.9. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ  [c.681]

Коэффициент теплопроводности зависит от многих факторов, в частности от структуры, пористости, влажности и температуры материала. Влияние этих факторов на теплопроводность подробно будет рассмотрено при описании основных свойств теплоизоляционных материалов.  [c.8]

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ  [c.16]

К основным свойствам теплоизоляционных материалов и изделий относятся теплопроводность, удельный и объемный вес, пористость, плотность, прочность, влажность и т. д. Эти свойства во многом определяют качество теплоизоляционных материалов.  [c.16]

Почему ухудшаются свойства теплоизоляционных материалов (изделий) при их увлажнении  [c.24]

Теплоизоляционные материалы по-разно му действуют на организм человека. Знание изолировщиками свойств теплоизоляционных материалов и правильное с ними обращение значительно снижают случаи травматизма.  [c.237]

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ  [c.5]

Внедрение в теплоизоляционную промышленность кремнийорганических соединений является актуальной задачей. Кремнийорганические соединения значительно улучшают теплофизические свойства теплоизоляционных материалов и расширяют область их применения. Особое значение приобретают кремнийорганические соединения для тепловой изоляции холодильников, рефрижераторов, тепловых сетей и строительных ограждений, где гидрофобность и температуроустойчивость являются одними из важнейших требований, предъявляемых к конструкции тепловой изоляции.  [c.120]

Коэффициент теплопроводности строительных и теплоизоляционных материалов имеет значения в пределах 0,023— 2,9 Вт/(м-К) и возрастает с увеличением температуры (рис. 14.9). Строительные и изоляционные материалы, как правило, представляют собой пористые, волокнистые или зернистые материалы, сухие или насыщенные влагой, т. е. являются такими телами, которые принято называть гетерогенными. Для таких тел в обычном определении коэффициент теплопроводности неприменим, так как X для этих тел зависит не только от свойств материала, составляющего основу — скелет , но и от пористости и влажности. Для гетерогенных тел применяется понятие эффективного коэффициента теплопроводности.  [c.206]

Для таких материалов X зависит не только от свойств материала, но и от степени его уплотненности, что в свою очередь характеризуется плотностью. Кроме того, на теплопроводность указанных материалов большое влияние оказывает влажность, с увеличением которой теплопроводность возрастает. Для влажного материала X выше, чем для сухого материала и воды, взятых в отдельности. Например, для сухого кирпича X— = 0,35 Вт/(м-К), для воды =0,58 Вт/(м-К), а для влажного кирпича Я=1,05 Вт/(м-К). Это объясняется тем, что адсорбированная в капиллярно-пористых телах вода отличается по физическим свойствам от свободной воды. Поэтому по отношению к таким материалам правильнее величину X называть эффективной теплопроводностью. Теплопроводность теплоизоляционных материалов находится в пределах 0,02—3 Вт/(м-К)-  [c.264]

Еще лучшими свойствами обладают вакуумно-многослойные и вакуумно-по-рошковые теплоизоляционные материалы. Перенос теплоты теплопроводностью через поры в таких теплоизоляторах уменьшается путем создания глубокого вакуума, а для уменьшения переноса теплоты излучением служит либо порошок, либо ряд слоев фольги с малой степенью черноты, выполняющих роль экранов. Вакуумно-многослойная теплоизоляция сосудов для хранения сжиженных газов имеет эффективный коэффициент теплопроводности Хэф  [c.102]

Минеральная вата -теплоизоляционный материал, состоящий из тончайших гибких стекловидных волокон. Теплоизоляционные свойства минеральной ваты определяются воздушными порами (90% от общего объема материала), заключенными между волокнами. В настоящее время является самым распространенным теплоизоляционным материалом. Ее применяют для тепловой изоляции энергетического оборудования, строительных конструкций, холодильных установок. Из нее изготовляют маты, плиты (на битумной связке, битумно-глиняной связке), прошивные маты с обкладкой металлической сеткой, стсклохолстом, картоном, бумагой, жгуты, оплстсккыс проволокой, асбестовой или стеклянной нитью. Приь1еняются для набивки или засыпки между двойными стенками оборудования, изолируемыми поверхностями и кожухами. Предельная температура применения минеральной ваты  [c.142]

Материалы с X сплошную среду. Коэффициент теплопроводности пористых материалов — величина условная и характеризует перенос теплоты как теплопроводностью, так конвекцией и излучением через заполненные газом поры. Он уменьшается при увеличении объемной плотности материала, что объясняется низким значением коэффициента теплопроводности заполняющего поры воздуха [1 = 0,02 Вт/(м К)1. Однако увеличение размеров пор может привести к ухудшению теплоизоляционных свойств материала из-за появления конвективных токов. Коэффициент теплопроводности пористых материалов повышается с температурой, а также с увеличением их влажности.  [c.163]

Для уменьшения тепловых потерь исследовались теплоизоляционные материалы для трубопроводов минеральная вата, обладающая малой плотностью и высокими теплоизоляционными свойствами битумизированные изделия, которые кроме указанных свойств минеральной ваты обладали еще одним немало-  [c.95]

ZrBj), силицидов, сульфидов. Технология получения такой керамики состоит в спекании порошкообразного сырья.» Новая керамика возникла в связи с требованиями реактивной авиации и ракетостроения, для которых необходимы высокопрочные термоустойчивые конструкционные и теплоизоляционные материалы, и с требованиями атомной промышленности, где необходимы особые ядерные свойства (захват, рассеяние или поглощение нейтронов, противостояние радиоактивному облучению), высокая огнеупорность, термостойкость и коррозионная стойкость.  [c.357]

---

Выбор теплоизоляционных материалов для навесных вентилируемых фасадов

Большое количество публикаций, круглых столов, конференций, посвященных теплоизоляционным материалам и теплоизолированным конструкциям, существенно укрепили идеи энергосбережения как в сознании российских граждан вообще, так и в сознании участников строительного сообщества. Сегодня трудно себе представить, что, например, стена вновь возводимого здания вообще не содержит теплоизоляционных слоев. Вместе с тем, рекламная направленность многих публикаций, нечеткие, часто противоречивые, а иногда и ложные представления о теплотехнических свойствах теплоизолированных конструкций, внесли определенную путаницу в процесс конструирования последних с точки зрения оценки рациональности принимаемых решений.

Целью настоящей статьи является попытка предложить алгоритм рационального выбора теплоизоляционного материала при проектировании конструкции навесного вентилируемого фасада. Алгоритм базируется на трех основных положениях: критерии эффективности конструкции, критерии для выбора утеплителя и оценка экономической эффективности принятого решения.

Критерии эффективности конструкции

Очень часто, говоря об эффективности конструкции, имеют в виду только стоимостной аспект понятия. Однако, кроме стоимости, в понятие эффективности любой строительной конструкции или сооружения входят и другие, не менее важные аспекты. В общем виде определение эффективности можно сформулировать так: конструктивное решение эффективно при достижении:

• заданного уровня конструктивного качества. В это понятие входят, например, несущая способность, жесткость, устойчивость, теплозащитные свойства и т.д.
• заданной долговечности и надежности, т.е. сохранении заданного уровня качества в течение заданного времени при условии периодического обслуживания или без него.
• минимальных издержек по возведению конструкции или здания в целом. Очевидно, что издержки (в основном) определяются стоимостью материалов и работ.

Современный уровень качества ограждающей конструкции определяется ее теплозащитными свойствами при условии обеспечения заданной долговечности и надежности. Действительно, обеспечить прочность и устойчивость стены в течение длительного промежутка времени не сложно. Например, построив ее в 1½ кирпича. Другое дело, насколько эффективно она будет защищать от отрицательных температур, например, в Новосибирске?

В период осознания на государственном уровне значимости вопросов энергосбережения именно теплозащитные свойства строительных конструкций выходят на первый план при определении понятия их качества.

Критерии для эффективного выбора утеплителя

Главная задача теплоизоляционного слоя – обеспечение заданных теплозащитных свойств конструкции в течение заданного времени при заданных условиях эксплуатации. Отсюда и главная характеристика теплоизоляционных материалов – коэффициент теплопроводности. Однако, только сравнения этих коэффициентов для различных утеплителей явно недостаточно.

Выбор утеплителей проводится на основе сравнительного анализа показателей свойств, значимых для данной конструкции. Свойство утеплителя является критерием для сравнения, если при решении задачи обеспечения заданного уровня теплозащиты и надежности конструкции есть четкое представление о влиянии этого свойства на конечное качество конструкции или технологию производства работ, т.е. имеется количественная методика.

Самый простой пример – величина коэффициента теплопроводности. Чем он выше, тем большая толщина слоя утеплителя необходима в конструкции для достижения заданного уровня приведенного сопротивления теплопередаче. Другой пример –  коэффициент паропроницаемости, который входит в расчет влажностного режима любой конструкции. Важен и такой параметр как воздухопроницаемость материала. Правда, стоит отметить, что на сегодняшний день в России отсутствует общепринятая методика учета воздухопроницаемости волокнистых утеплителей в конструкции вентилируемого фасада. Существенным является сочетание различных свойств в одном материале. Например, при устройстве конструкции вентилируемого фасада утеплитель должен обладать хорошими показателями по паропроницаемости и малым весом. Этим критериям соответствуют экологически безопасные изделия из стеклянного штапельного волокна URSA GEO®.

Кроме того, при устройстве конструкции с вентилируемым зазором материал должен как можно плотнее примыкать к несущей стене, обходя возможные неровности поверхности, пилястры и эркеры сложной формы без образования щелей между утеплителем и стеной. Реализовать эту задачу позволяют такие механические характеристики как упругость, сжимаемость и гибкость теплоизоляционного материала. Очевидно, что по этим показателям утеплители из упругого штапельного стекловолокна обладают преимуществом перед более жесткими плитами. Также утеплитель в подобной конструкции должен сопротивляться отрыву слоев и обладать необходимой прочностью для крепления в конструкции.

Для наилучшего соответствия комплексу требований к теплоизоляции в навесных вентилируемых фасадах производители предлагают двухслойные решения. Например, в качестве внутреннего слоя теплоизоляции используется мягкий и упругий слой URSA GEO П-20; в качестве наружного слоя – более плотный продукт URSA GEO ФАСАД со специальным кашированием стеклохолстом повышенной прочности.

Специальный продукт URSA GEO ФАСАД производится в виде плит, удобен в монтаже, имеет отличные теплоизоляционные характеристики, а также высокую формостабильность. Материал оклеен (каширован) черным стеклохолстом повышенной плотности, благодаря чему не требует установки дополнительной ветрозащиты и более устойчив к неблагоприятным воздействиям среды, которым утеплитель подвергается во время монтажа до закрытия его облицовкой фасада.

Двухслойное решение позволяет получить дополнительный экономический эффект. Основная толщина теплоизоляционного слоя содержит более легкий, а значит менее дорогой продукт, и только в качестве наружного слоя используется более плотная плита с ветрозащитным покрытием. В результате получается конструкция с внутренним слоем, который надежно примыкает к поверхности стены без образования полостей и разрывов. Этот слой гарантирует защиту от проникновения холодного воздуха, а наружный слой обладает большей прочностью и менее требователен к качеству монтажа.

Одним из важных критериев выбора теплоизоляционных материалов для навесных вентилируемых фасадов является показатель прочности материала.

В точке крепления утеплителя возникают растягивающие усилия от собственного веса, направленные параллельно плоскости плиты (рис. 1). Величина растягивающего усилия зависит от плотности утеплителя, толщины слоя и количества точек закрепления на 1 кв. м. Данная величина не должна превышать прочности материала на растяжение. Результаты, полученные при определении прочности на разрыв в плоскости плиты, позволяют утверждать, что принятая схема крепления теплоизоляции с установкой 5 анкеров на плиту гарантирует надежность положения плит URSA GEO П-20, П-30 и ФАСАД в конструкции, т.к. в этом случае обеспечивается практически десятикратный запас по прочности.

Рис. 1

Сжимающие усилия в теплоизоляционном слое, как правило, возникают в результате неправильного выбора или нарушения технологии установки крепежных элементов и приводят к локальным деформациям утеплителя (рис. 2). Соответственно, происходит локальное уменьшение толщины утеплителя, а значит, фактическое значение сопротивления теплопередаче такой конструкции может отличаться от заданного в проекте. Утеплители с высокой сжимаемостью легко деформируются, и говорить о величине их прочности на сжатие не приходится. В жестких утеплителях величина сжимающих усилий не должна превышать их прочности на сдвиг, которую можно уровнять с прочностью на сжатие, традиционно определяемой для жестких утеплителей. Решение проблемы локального сжатия утеплителя находится в правильном подборе типа анкера в зависимости от толщины теплоизоляции и материала стены. Не менее важно соблюдение технологии монтажа, рекомендуемой производителями анкеров.

Рис. 2

Усилия от изгибающих моментов в утеплителе, возникающие при эксплуатации, зависят от формы утепляемой поверхности и способа закрепления теплоизоляции. Эти усилия не должны превышать предел прочности утеплителя на растяжение. Для теплоизоляционных материалов из стекловолокна это предел прочности на растяжение вдоль волокон. Кроме того, в утеплителях, имеющих высокую гибкость, не возникает значительных растягивающих напряжений, и по этой причине их применение наиболее предпочтительно в случае криволинейной поверхности стены (рис. 3).

Рис. 3

Критериями надежности утеплителей являются показатели свойств, определяющие надежность всей конструкции по сохранению теплозащитных свойств в условиях эксплуатации в течение заданного времени. Для теплоизоляционных слоев всех без исключения конструкций крайне важно сохранение сплошности слоя. Не менее важно и сохранение первоначальной толщины в течение всего срока службы конструкции. К сожалению, никто из производителей теплоизоляционных материалов пока не декларирует таких показателей, как стабильность размеров и формы при заданной влажности и температуре. Отчасти потому, что советские ГОСТы на теплоизоляцию не содержали таких требований. В настоящее время национальный стандарт на определение этих показателей готовит Ассоциация «Росизол».

Применительно к классификации свойств теплоизоляционных материалов целесообразно ввести следующие определения:

• эксплуатационные свойства – свойства, определяющие долговечность и надежность теплозащитных свойств конструкции
• конструктивные свойства – свойства, определяющие материалоемкость для обеспечения заданного уровня теплозащитных свойств
• технологические свойства – свойства, определяющие временные издержки при производстве работ по обеспечению заданного уровня теплозащитных свойств

Ориентироваться в такой системе координат достаточно просто, а самое главное, что она позволяет проводить корректное сравнение различных теплоизоляционных изделий при обосновании эффективности конструкции.

В приведенной таблице 1 представлены свойства теплоизоляционных материалов, необходимые при обосновании выбора изделий для наружного утепления стены с навесным фасадом и вентилируемым воздушным зазором.

Таблица 1. Необходимые свойства теплоизоляционных материалов, применяемых в конструкции навесного вентилируемого фасада

Конструктивные	Технологические	Эксплуатационные
теплопроводность в условиях эксплуатации	сжимаемость	теплопроводность в условиях эксплуатации
сорбционная влажность	упругость	стабильность формы
паропроницаемость	гибкость	стабильность размеров
воздухопроницаемость	прочность при изгибе	морозостойкость
	прочность на растяжение параллельно и перпендикулярно поверхности

Использование приведенного выше алгоритма при проектировании ограждающих конструкций, безусловно, способствует повышению качества этих конструкций и ведет к снижению издержек при их строительстве и эксплуатации. Предложенный критерий эффективности конструкции позволяет простым и понятным способом сравнивать различные варианты конструктивных решений, содержащие различные современные теплоизоляционные изделия.

Теплоизоляционный материал — обзор

10.1 Введение

Теплоизоляционные материалы выбираются для уменьшения теплового потока через среду, и они могут быть изготовлены из одного или нескольких материалов. Теплоизоляционные материалы экономят промышленности США более 60 миллиардов долларов в год на энергозатратах (Cengel, 1998, стр. 158–159). Таким образом, важность изоляционных материалов побуждает инженеров-энергетиков улучшать тепловые характеристики теплоизоляционных материалов в сторону более высокого теплового сопротивления.Волокнистые, ячеистые и гранулированные вещества обычно используются в качестве изоляционных материалов в зданиях. Выбор теплоизоляционного материала зависит от его теплопроводности, тепловой массы, температуры внутренних и внешних пространств, долговечности, стоимости и других факторов. Теплофизические свойства материалов, используемых в облицовке здания, сильно влияют на потребление энергии для отопления или охлаждения. Теплопроводность влияет на тепловой поток в установившемся режиме. В переходном состоянии удельная теплоемкость также влияет на тепловой поток, поглощая и сохраняя тепло в виде явного тепла.Интенсивность солнечного излучения и температура наружного воздуха меняются со временем; следовательно, теплопроводность и удельная теплоемкость материалов, используемых в строительных оболочках, влияют на тепловой поток. Предпочтительные теплоизоляционные материалы — это материалы с высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью. Комплексный обзор экономики проектирования теплоизоляционных материалов был проведен Тернером и Малли, а Торгал, Мистретта, Каклаускас, Гранквист и Кабеза (2013) объяснили в своей книге, как решить проблемы ремонта зданий с целью почти нулевого энергопотребления.

Включение материала с фазовым переходом (PCM) в ограждающую конструкцию здания было исследовано как рентабельный метод снижения охлаждающей нагрузки. PCM — это органические или неорганические вещества с низкой температурой плавления и высокой скрытой теплотой плавления, такие как парафин и соль. PCM классифицируются как изоляционные материалы емкостного типа, поскольку они замедляют тепловой поток, поглощая тепло. В периоды высокой наружной температуры PCM расплавляет и накапливает часть тепла, передаваемого из помещения в помещение, а в периоды низкой наружной температуры PCM затвердевает и выделяет накопленное тепло.В процессе плавления удельная теплоемкость ПКМ увеличивается более чем в 100 раз, что позволяет ему поглощать большое количество энергии в относительно небольшом количестве ПКМ. Использование ПКМ в строительных материалах было предложено Баркманном и Весслингом (1975). Морикама, Сузуки, Окагава и Канки (1985) представили концепцию инкапсуляции ПКМ в ненасыщенную полиэфирную матрицу для строительных материалов. Недавний обзор PCM для ограждающих конструкций зданий можно найти в справочных материалах (Osterman, Tyagi, Butala, Rahim, & Stritih, 2012; Pomianowski, Heiselberg, & Zhang, 2013; Soares, Costa, Gaspar, & Santos, 2013; Waqas & Дин, 2013).В зависимости от компонента оболочки исследования PCM можно разделить на три группы: кирпичи, крыши и окна. Что касается кирпича, Alawadhi (2008) представил термический анализ кирпича с цилиндрическими полостями, заполненными ПКМ, и результаты показывают, что приток тепла может быть уменьшен на 17,55% для определенных конструкций и погодных условий. Zhang, Chen, Wu, & Shi (2011) сообщили о тепловых характеристиках кирпича с PCM при реальных колебаниях наружной температуры. Температурный отклик, представленный температурой внутренней поверхности стены кирпичной стены, заполненной ПКМ, оценивается и сравнивается с таковой у сплошной кирпичной стены.Chwieduk (2013) опубликовал статью о возможности замены толстых и тяжелых кирпичей, использующих тепловую массу, которые используются в высокоширотных странах, на тонкие и легкие кирпичи, имеющие тепловую массу. Влияние ориентации, положения слоя ПКМ, температуры фазового перехода и погодных условий исследовали Искьердо-Барриентос и др. (2012), и они обнаружили, что PCM помогает уменьшить максимум и амплитуду мгновенного теплового потока.

Для крыш Alawadhi & Alqallaf (2011) исследовали бетонную крышу с отверстиями в форме усеченного вертикального конуса, заполненными ПКМ.Цель крыши PCM — уменьшить поток тепла из наружного во внутреннее пространство за счет увеличения тепловой массы крыши. Форма контейнеров из ПКМ сохраняет физическую прочность крыши, при необходимости может быть легко заменена и позволяет ПКМ расширяться в процессе плавления в направлении вверх. Сообщается, что тепловой поток на внутренней поверхности крыши может быть уменьшен на 39%. Численный анализ теплопередачи через конструкцию крыши с помощью PCM выполнен Ravikumar & Sirinivasan (2011), и примерно на 56% снижение поступления тепла в комнату достигается с помощью конструкции крыши из PCM по сравнению с обычной крышей.С другой стороны, концепция двойных слоев PCM в крыше здания была предложена Pasupathy & Velraj (2008) для круглогодичного регулирования температуры. Двойной слой ПКМ в крыше рекомендуется для уменьшения теплового потока через крышу.

Исследования PCM в окнах также проводились как метод уменьшения теплопередачи через окна. На окна приходится большой процент поступления тепла в дневное время, а энергия проникает через окна через солнечное излучение и конвекцию.Таким образом, уменьшение поступления тепла через окна является ключевым фактором для экономии энергии в зданиях, а для уменьшения притока тепла устанавливаются внешние жалюзи, чтобы исключить влияние солнечного излучения. Оконные ставни, заполненные PCM, были предложены и проанализированы Alawadhi (2012), и было проведено параметрическое исследование для оценки влияния различных параметров конструкции, таких как тип и количество PCM в ставне. Сообщается, что температура плавления PCM должна быть близка к максимальной температуре наружного воздуха в дневное время, а количество PCM должно быть достаточным для поглощения большого количества тепла.Goia et al. (2012) описали теплофизическое поведение конфигураций системы остекления PCM. Стеклянные окна с наполнителем из ПКМ для уменьшения солнечного излучения, проникающего в помещение через окна, также были исследованы (Ismail, Salinas, & Henriquez, 2008), и эффективность системы сравнивается с окнами, заполненными отражающими газами.

Свойства изоляционных материалов | Характеристики

Теплоизоляция основана на использовании веществ с очень низкой теплопроводностью и низким коэффициентом излучения поверхности.Важно отметить, что факторы, влияющие на производительность, могут со временем меняться по мере изменения возраста материала или условий окружающей среды. Основные свойства изоляционных материалов :

Изоляционные материалы

Как уже писалось, теплоизоляция основана на использовании веществ с очень низкой теплопроводностью . Эти материалы известны как изоляционные материалы . Обычными изоляционными материалами являются шерсть, стекловолокно, минеральная вата, полистирол, полиуретан, гусиное перо и т. Д.Эти материалы очень плохо проводят тепло и поэтому являются хорошими теплоизоляционными материалами.

Следует добавить, теплоизоляция в первую очередь основана на очень низкой теплопроводности газов. Газы обладают плохой теплопроводностью по сравнению с жидкостями и твердыми телами и, таким образом, являются хорошим изоляционным материалом, если они могут быть захвачены (например, в пеноподобной структуре ). Как правило, хорошими изоляторами являются воздух и другие газы. Но главное преимущество в отсутствии конвекции .Следовательно, многие изоляционные материалы (например, полистирол) функционируют просто за счет наличия большого количества заполненных газом карманов , которые предотвращают крупномасштабную конвекцию . Во всех типах теплоизоляции удаление воздуха из пустот дополнительно снижает общую теплопроводность изолятора.

Чередование газового кармана и твердого материала приводит к тому, что тепло должно передаваться через множество интерфейсов , вызывая быстрое снижение коэффициента теплопередачи.

Следует отметить, что тепловые потери от более горячих объектов происходят по трем механизмам (по отдельности или в комбинации):

До сих пор мы не рассматривали тепловое излучение как режим тепловых потерь . Радиационная теплопередача опосредована электромагнитным излучением и поэтому не требует какой-либо среды для теплопередачи. Фактически, передача энергии излучением происходит быстрее всего (со скоростью света), и оно не затухает в вакууме.Любой материал с температурой выше абсолютного нуля выделяет около энергии излучения . Большая часть энергии этого типа находится в инфракрасной области , электромагнитного спектра, хотя некоторая ее часть находится в видимой области. Чтобы уменьшить этот тип теплопередачи, следует использовать материалы с низкой излучательной способностью (высокой отражательной способностью). Отражающая изоляция обычно состоит из многослойных параллельных фольг с высокой отражательной способностью, которые разнесены для отражения теплового излучения обратно к его источнику.Излучательная способность , ε , поверхности материала — это его эффективность по излучению энергии как теплового излучения и варьируется от 0,0 до 1,0. В целом, полированные металлы имеют очень низкий коэффициент излучения и поэтому широко используются для отражения лучистой энергии обратно к ее источнику, как в случае с одеялами первой помощи .

Критическая толщина изоляции

В плоской стене область, перпендикулярная направлению теплового потока, добавление дополнительной изоляции к стене всегда снижает теплопередачу.Чем толще изоляция , тем меньше коэффициент теплопередачи . Это связано с тем, что внешняя поверхность всегда имеет одинаковую площадь .

Но в цилиндрических и сферических координатах добавление изоляции также увеличивает внешнюю поверхность , что снижает сопротивление конвекции на внешней поверхности. Более того, в некоторых случаях снижение сопротивления конвекции из-за увеличения площади поверхности может быть более важным, чем увеличение сопротивления проводимости из-за более толстой изоляции.В результате общее сопротивление может фактически уменьшиться, что приведет к увеличению теплового потока.

Толщина , до которой тепловой поток увеличивается и после которой тепловой поток уменьшается, называется критической толщиной . В случае цилиндров и сфер он называется критическим радиусом . Можно вывести, что критический радиус изоляции зависит от теплопроводности изоляции k и коэффициента теплопередачи h при внешней конвекции.

См. Также: Критический радиус изоляции

Пример — теплопотери через стену

Основным источником потерь тепла от дома являются стены. Рассчитайте скорость теплового потока через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м ² ). Стена толщиной 15 см (L ₁ ) сделана из кирпича с теплопроводностью k ₁ = 1,0 Вт / м · К (плохой теплоизолятор). Предположим, что температура внутри и снаружи составляет 22 ° C и -8 ° C, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах равны h ₁ = 10 Вт / м ² K и h ₂ = 30 Вт / м ² К соответственно.Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, особенно, от внешних и внутренних условий (ветер, влажность и т. Д.).

1. Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту неизолированную стену.
2. Теперь предположим, что теплоизоляция на внешней стороне этой стены. Используйте пенополистирол толщиной 10 см (L ₂ ) с теплопроводностью k ₂ = 0,03 Вт / м.К и рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту композитную стену.

Решение:

Как уже было написано, многие процессы теплопередачи включают композитные системы и даже включают комбинацию теплопроводности и конвекции. С этими композитными системами часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . Коэффициент U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :

Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

1. голая стена

Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и без учета излучения, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 Вт / м ² K

Затем тепловой поток можно рассчитать просто как:

q = 3,53 [Вт / м ² K] x 30 [K] = 105.9 Вт / м ²

Суммарные потери тепла через эту стену будут:

q _потери = q. A = 105,9 [Вт / м ² ] x 30 [м ² ] = 3177W

2. композитная стена с теплоизоляцией

Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую композитную стену, отсутствие теплового контактного сопротивления и без учета излучения общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:

U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0,1 / 0,03 + 1/30) = 0,276 Вт / м ² K

Затем тепловой поток можно рассчитать просто как:

q = 0,276 [Вт / м ² K] x 30 [ K] = 8,28 Вт / м ²

Суммарные потери тепла через эту стену будут:

q _потери = q. A = 8,28 [Вт / м ² ] x 30 [м ² ] = 248 Вт

Как видно, добавление теплоизолятора приводит к значительному снижению тепловых потерь. Его надо добавить, добавление следующего слоя теплоизолятора не дает такой большой экономии.Это лучше видно из метода термического сопротивления, который можно использовать для расчета теплопередачи через композитные стены . Скорость устойчивой теплопередачи между двумя поверхностями равна разнице температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.

Теплопроводность теплоизоляторов

1 мая 2002 г. Clemens JM Lasance Статьи, Керамика, Материалы, Соединения, Клеи, Подложки, Полупроводники, Технические данные для испытаний и измерений, Теплопроводность, Теплоизоляторы

В этом выпуске мы представляем обзор ряда материалы, которые часто используются в качестве теплоизоляторов.Мир был бы намного проще для инженеров-теплотехников, если бы только создатель предоставил нам выбор материалов, показывающих тот же диапазон значений теплопроводности, что и для электропроводности. Увы, это не так. Таким образом, ни один из материалов, с которыми мы должны жить, не может быть охарактеризован термином «изолятор». Самая важная причина, по которой экспериментальная проверка кодов CFD (вычислительная гидродинамика) является катастрофой (за исключением высоких скоростей), заключается в том, что сопряженная теплопередача через опору всегда играет роль.Рассмотрим, например, компонент на подложке в среде с естественной конвекцией. Даже самый лучший изолятор не может предотвратить потери 10% и более. Следовательно, адиабатические поверхности, так любимые численными аналитиками, не могут быть реализованы на практике.

В прилагаемой таблице также указана плотность, поскольку многие изоляторы частично состоят из воздуха. Следовательно, плотность сильно коррелирует с теплопроводностью. Опять же, все значения в таблице определены для комнатной температуры. Из-за присутствия воздуха температурная зависимость более сложная, чем для пластиков и каучуков, для которых теплопроводность увеличивается на несколько процентов в диапазоне от 0-100 до 90 · 103 o 90 · 104 C.В этом диапазоне электропроводность воздуха увеличивается примерно на 30%. Однако основной путь тепла обычно вымощен пластиком; следовательно, преобладает температурная зависимость пластика. Обратите внимание на то, что некоторые материалы имеют значение ниже, чем у воздуха. Это может быть реализовано только в том случае, если размер пор, заполненных воздухом, меньше длины свободного пробега молекул воздуха.

Теплопроводность термоизоляторов @ 25 o C Материал Плотность (кг / м 3 ) Тепловая Электропроводность (Вт / мК) Воздух 1.3 0,025 Al 2 O 3 пена 500 0,042 Balsawood 130 0,05 Силикат кальция 240 0,051 Одеяло из керамического волокна 128 0,032 Пробка 150 0,043 Бумага Fiberfax 324 0.03 Пеностекло 144 0,035 Microtherm 240 0,021 Полистирол (воздух) 46 0,026 Полистирол (вакуумный) 46 0,0081 Полистирол (пенополистирол) 30 0,027 Полиуретан (жесткий) 40 0,032 Полиуретан (гибкий) 60 0.042 Полиуретан (PIR) 160 0,05 Пенопласт 100 0,042 SiO 2 пена 160 0,055 Вермикулит (вспученный) 300 0,069

Полезный инструмент для получения информации такого типа можно найти в Интернете по адресу www.tak2000.com/data2.{-1} \) примерно через 5000 дней, показывая непрерывный температурный дрейф. Температурный дрейф ниже эксплуатационных стандартов KS произошел примерно через 60 дней, раньше, чем у изоляционного материала из пенополистирола специального класса типа 1. Начальные изоляционные характеристики пенополистирольного изоляционного материала типа 1 снизились примерно на 38,5% до 40,1% через 1000 дней. Подобное термическое сопротивление сохранялось примерно через 5000 дней, что указывает на то, что образцы вошли в устойчивое состояние через 1000 дней.Перед экспериментом предполагалось, что тепловой дрейф образца, установленного на стеклянном окне, будет выше, чем у образца, установленного на стене, из-за прямого влияния внешних условий. Однако результат эксперимента показывает, что не было значительной разницы в тепловом дрейфе между двумя образцами. На рисунках 4 и 5 показано изменение термического сопротивления для изоляционного материала из пенополистирола специального класса и класса 1 типа 1.

Фиг.4

Термостойкость пенополистирола типа 1 (специальный класс)

Рис. 5

Термостойкость пенополистирола типа 1 (класс 1)

Рис.6

Термостойкость пенополистирола типа 2 (специальный класс)

Рис.7

Термостойкость пенополистирола типа 2 (класс 2)

Пенополистирол типа 2

Начальное термическое сопротивление образца пенополистирольного изоляционного материала типа 2 особого класса составляло 2.{-1} \) примерно через 5000 дней, показывая картину непрерывного теплового дрейфа. Кроме того, снижение тепловых характеристик ниже эксплуатационных стандартов KS было продемонстрировано примерно через 50 дней с даты производства.

Начальные изоляционные характеристики пенополистирольного изоляционного материала типа 2 снизились на 21,0% до 21,4% через 1000 дней. Он также снизился на 25,9% до 27,0% примерно через 5000 дней, указывая на то, что тепловой дрейф все еще продолжается. Сравнивая картину теплового дрейфа между образцами, установленными на стеклянном окне, подвергающемся солнечному излучению, и другими образцами, установленными на стене, в то время как разница между начальными значениями сохранялась в течение определенного периода времени, зазор между ними стал меньше примерно через 4000 дней (рис.{-1} \) примерно через 1000 дней, а тепловые характеристики ниже эксплуатационных стандартов KS были показаны примерно через 1200 дней. Этот образец не показал значительных изменений своих свойств, несмотря на воздействие солнечной радиации (рис. 8, 9).

Таблица 3 Результаты термического сопротивления

(PDF) Измерение тепловых характеристик изоляционных материалов зданий

Учебное пособие по BEEP

5

ИНДЕКС

Погрешность

………………………………………………… 73

газобетон ….. …………………………………. 35

алкали …… ………………………………………….. …… 34

анизотропная среда ………………………………… 25

заявок ………………………………………. …… 51

BEEP …………………………………. …………… 13, 16

утеплитель между стенами …………………………. 48

энергоэффективность здания ………………….. …… 13

ограждающая конструкция ……………………………… 23, 43

калибровка, расходомер ~ …………………… 58

целлюлоза ………….. ……………………………………. 33

контрольный список .. ………………………………………….. …. 91

холодный климат ………………………………….. ……… 53

комфорт…………………………………………… ……. 22

прочность на сжатие …………………………. 32, 70

бетон, с газом ~ ………………………………….. 35

кондиционирование … …………………………………… 61, 67

проводимость .. ………………………………………….. . 20

конвекция ……………………………………… …….. 20

преобразование теплопроводности…………… 83

пробка ………………………….. ………………………….. 37

база данных ………….. ……………………………………. 18

объявленная стоимость .. …………………………………. 27, 87

плотность …. ……………………………………. 26, 29, 65

плотность теплового потока …………………….. 25, 75

точка росы ………… ……………………………………. 90

коэффициент диффузии ………………………………………. .. 28, 29

размер …………………………………… ………… 61

стабильность размеров ………………………….. 32 , 71

распределенная изоляция ………………………………. 45

ECBC … ………………………………………….. 13, 30

Эффекты изоляции ………………………………… 52

EIFS…………………………………………… …… 49, 71

энергия ……………………………….. …………………. 19

EPS …………………… …………………………………. 35

Ошибка

…… ………………………………………….. ……. 73

ETICS ………………………………… ………………… 49

испарение — конденсация ………………….. ….. 21

точный дифференциал…………………………………….. 74

внешняя теплоизоляция. ……………………… 43

экструдированный ………………. ……………………………….. 36

огнестойкость ……. …………………………………… 70

плиты перекрытия … ………………………………………….. .48

пена

стекло …………………………………… …………….. 33

органический ………………………………………………. 35

форма отчетности ~ ……………………………………. 92

садовая крыша …………………………………….. …….. 47

пеностекло ………………………………. …………….. 33

зеленая крыша ………………………. …………………….. 47

плита охраняемая ……………… ……………………. 55

тепло ………………… ……………………………………. 19

вместимость …. ………………………………………….. 28

расходомер ……………………………………. 55, 56

расход ……………………………………… ……. 21

передача ………………………………… …………… 20

коэффициент передачи ………………………… 21, 30

однородная стенка …………………………………. 45

гидрофобный ………………………………… ………… 35

гигроскопичный ……………………………. …………….. 35

Качество внутренней среды ……………………… 21

инструментов ………………………………………. …… 55

толщина изоляции ………………………………… 51

межлабораторное сравнение …………………….. 77

внутренняя теплоизоляция………………………. 44

интерпретация ………………. ………………………… 69

перевернутая плоская крыша ………….. ……………………….. 46

джоуль …………….. ……………………………………… 19

киловатт- час ………………………………………… 19

легких элемента ………………………………. 49

сыпучих материалов .. ……………………………….. 67

Погрешность …………………………….. ……….. 73

материал …………………………….. …………………. 24

методология …………………… ……………………. 16

минеральные

волокна ……………… ………………………………… 32

пены ……. …………………………………………. 33

МММФ, ММВФ ……………………………………. 32

наногель ………………………………… ………………. 38

оптимальная толщина изоляции ……………………. 51

органических волокон ……………………………………… … 33

перлит ……………………………………. …………….. 35

паропроницаемость …………………… 32

полиэтилен ………………………………………… .. 35

полистирол…………………………………………… 35

полиуретан ……………………………………… …. 36

мощность …………………………………… ……………… 19

точность ………………………. ………………………. 73

продукт ……………… …………………………………. 24

закон распространения ….. ………………………………… 74

PUR ……. ………………………………………………. 36

Назначение построек ………………………………. 21

ПВХ ……… ………………………………………….. … 35

радиация ……………………………………. …………. 20

мат …………………………… …………………………. 39

мат отражающий ………….. ……………………………. 39

отчет ………… …………………………………………. 69

форма отчетности ….. …………………………………… 92

термостойкость .. ………………………………….. 32

крыша

палубы .. ………………………………………….. ….. 46

теплоизоляция ………………………………. 47

отбор проб …………………………………………. ……. 61

кремнеземный аэрогель …………………………………………. 38

удельная теплоемкость ……. ………………………………. 28, 29

стандартов ……. ……………………………… 17, 56, 57

статистический метод ….. ………………………………. 74

солома ……… ………………………………………….. … 37

% PDF-1.4 % 131 0 объект> эндобдж xref 131 91 0000000016 00000 н. 0000002721 00000 н. 0000002924 00000 н. 0000002950 00000 н. 0000002998 00000 н. 0000003033 00000 н. 0000003311 00000 н. 0000003450 00000 н. 0000003529 00000 н. 0000003608 00000 н. 0000003687 00000 н. 0000003765 ​​00000 н. 0000003843 00000 н. 0000003922 00000 н. 0000004001 00000 п. 0000004078 00000 н. 0000004157 00000 н. 0000004235 00000 н. 0000004314 00000 н. 0000004392 00000 п. 0000004470 00000 н. 0000004547 00000 н. 0000004625 00000 н. 0000004702 00000 н. 0000004779 00000 н. 0000004855 00000 н. 0000004934 00000 п. 0000005013 00000 н. 0000005092 00000 н. 0000005326 00000 н. 0000006004 00000 п. 0000006497 00000 н. 0000006895 00000 н. 0000010043 00000 п. 0000010419 00000 п. 0000010739 00000 п. 0000010775 00000 п. 0000010852 00000 п. 0000011054 00000 п. 0000017126 00000 п. 0000017655 00000 п. 0000018047 00000 п. 0000018455 00000 п. 0000023828 00000 п. 0000024220 00000 п. 0000024603 00000 п. 0000024872 00000 п. 0000025717 00000 п. 0000025974 00000 п. 0000026197 00000 п. 0000026917 00000 п. 0000027651 00000 п. 0000027800 00000 н. 0000027860 00000 н. 0000028202 00000 п. 0000028571 00000 п. 0000028791 00000 п. 0000029596 00000 п. 0000030351 00000 п. 0000031119 00000 п. 0000031519 00000 п. 0000032337 00000 п. 0000032694 00000 п. 0000035364 00000 п. 0000036352 00000 п. 0000038682 00000 п. 0000051608 00000 п. 0000052971 00000 п. 0000056707 00000 п. 0000056956 00000 п. 0000057316 00000 п. 0000057451 00000 п. 0000060213 00000 п. 0000060536 00000 п. 0000060899 00000 п. 0000061098 00000 п. 0000061155 00000 п. 0000061368 00000 п. 0000061470 00000 п. 0000061570 00000 п. 0000061684 00000 п. 0000061822 00000 п. 0000061945 00000 п. 0000062073 00000 п. 0000062248 00000 п. 0000062347 00000 п. 0000062459 00000 п. 0000062577 00000 п. 0000062720 00000 н. 0000062828 00000 п. 0000002116 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 221 0 obj> поток xb«f`g`g` Ȁ

5 наиболее распространенных теплоизоляционных материалов

Стекловолокно — самый распространенный утеплитель, используемый в наше время.Стекловолокно способно минимизировать теплопередачу благодаря тому, как оно изготовлено, эффективно вплетая тонкие пряди стекла в изоляционный материал. Главный недостаток стеклопластика — опасность обращения с ним. Поскольку стекловолокно состоит из тонко плетеного кремния, образуется стеклянный порошок и крошечные осколки стекла. Это может привести к повреждению глаз, легких и даже кожи, если не использовать надлежащие средства защиты. Тем не менее, при использовании надлежащих средств защиты установка стекловолокна может быть выполнена без происшествий.

Стекловолокно — отличный негорючий изоляционный материал со значением R от R-2,9 до R-3,8 на дюйм. Если вы ищете дешевую изоляцию, это определенно лучший вариант, хотя ее установка требует мер предосторожности. Обязательно используйте защитные очки, маски и перчатки при работе с этим продуктом.

2. Минеральная вата

Минеральная вата фактически относится к нескольким различным типам изоляции. Во-первых, это может относиться к стекловате, которая представляет собой стекловолокно, произведенное из переработанного стекла.Во-вторых, это может относиться к минеральной вате, которая является разновидностью утеплителя из базальта. Наконец, это может относиться к шлаковой вате, которая производится из шлака сталелитейных заводов. Большая часть минеральной ваты в Соединенных Штатах на самом деле представляет собой шлаковую вату.

Минеральную вату можно купить в войлоках или в виде сыпучего материала. Большинство минеральной ваты не имеют добавок, которые делают ее огнестойкой, что делает ее непригодной для использования в условиях сильной жары. Однако он не горюч. При использовании в сочетании с другими, более огнестойкими формами изоляции, минеральная вата определенно может быть эффективным способом изоляции больших площадей.Минеральная вата имеет R-ценность от R-2,8 до R-3,5.

3. Целлюлоза

Целлюлозный утеплитель, пожалуй, один из самых экологичных видов утеплителя. Целлюлоза производится из переработанного картона, бумаги и других подобных материалов и поставляется в сыпучем виде. Целлюлоза имеет значение R от R-3,1 до R-3,7. Некоторые недавние исследования целлюлозы показали, что это может быть отличный продукт для минимизации ущерба от огня. Из-за компактности материала целлюлоза практически не содержит кислорода.Отсутствие кислорода внутри материала помогает свести к минимуму ущерб, который может вызвать пожар.

Таким образом, целлюлоза является не только одной из самых экологически чистых форм изоляции, но и одной из самых огнестойких форм изоляции. Однако у этого материала есть и недостатки, например, аллергия на газетную пыль. Кроме того, найти специалистов, умеющих использовать этот тип изоляции, относительно сложно по сравнению, скажем, со стекловолокном.3). У них есть R-значение приблизительно R-6.3 на дюйм толщины. Существуют также пены низкой плотности, которые можно распылять на участки, не имеющие теплоизоляции. Эти типы полиуретановой изоляции обычно имеют рейтинг R-3,6 на дюйм толщины. Еще одно преимущество этого типа утеплителя — его огнестойкость.

5. Полистирол

Полистирол — водостойкий термопластичный пенопласт, который является отличным звуко- и температурным изоляционным материалом. Он бывает двух типов: вспененный (EPS) и экструдированный (XEPS), также известный как пенополистирол.Эти два типа различаются по производительности и стоимости. Более дорогой XEPS имеет R-значение R-5,5, а EPS — R-4. Утеплитель из полистирола имеет уникально гладкую поверхность, которой нет ни в одном другом изоляционном материале.

Обычно пену создают или разрезают на блоки, что идеально подходит для утепления стен. Пена легковоспламеняющаяся, и ее необходимо покрыть огнестойким химическим веществом под названием гексабромциклододекан (ГБЦД). ГБЦД недавно подвергся критике из-за рисков для здоровья и окружающей среды, связанных с его использованием.

Другие распространенные изоляционные материалы

Хотя перечисленные выше элементы являются наиболее распространенными изоляционными материалами, они используются не только. В последнее время стали доступны и доступны такие материалы, как аэрогель (используемый НАСА для строительства термостойких плиток, способных выдерживать нагрев до примерно 2000 градусов по Фаренгейту с небольшой теплопередачей или без нее). В частности, это Pyrogel XT. Пирогель — одна из самых эффективных промышленных изоляционных материалов в мире.Его необходимая толщина на 50% — 80% меньше, чем у других изоляционных материалов. Хотя пирогель немного дороже, чем некоторые другие изоляционные материалы, он все чаще используется для конкретных целей.

Другими не упомянутыми изоляционными материалами являются натуральные волокна, такие как конопля, овечья шерсть, хлопок и солома.