Выбираем утеплитель для дома: 9 эффективных материалов — известных и тех, которые вас удивят!
Главное качество хорошего дома — это способность долго и без потерь держать тепло, а потому к выбору утеплителя следует отнестись особенно внимательно. Современный рынок теплоизоляционных материалов насчитывает около 15 видов утеплителей. Мы выбрали 9 наиболее эффективных, которые подойдут для любого строения
Минеральная (каменная) вата
Каменная вата — один из самых распространенных и востребованных утеплителей на рынке, и тому есть несколько причин.
Высокая теплосберегающая способность. Теплопроводность каменной ваты варьируется от 0,035 до 0,042 Вт/(м*К). Другими словами, слой этого материала толщиной в 10 см удерживает тепло так же хорошо, как 25 см бруса или 117 см кирпичной кладки.
Пожаробезопасность. Каменная вата не горит и не тлеет, ведь температура плавления базальтовых волокон превышает 1000°С.
Паропроницаемость.Благодаря относительно рыхлой, «воздушной» структуре каменная вата пропускает водяные пары, которые образуются в доме в результате человеческой деятельности (душ, приготовления пищи, стирка и т.д.). А значит, образования плесени можно не опасаться.
Способность к звукопоглощению.Все та же волокнистая структура делает минеральную вату хорошим шумоизолятором. Так что при покрытии фасадов каменной ватой можно решить две проблемы одновременно: в доме станет и тепло, и тихо.
Устойчивость к агрессивным средам. Минераловатный утеплитель не боится плесени, грибка и агрессивных химических реагентов. И конечно, «вспененный камень» не вызывает пищевого интереса у насекомых и грызунов.
Малый вес. Упаковка плит общей площадью 0,35 м² весит от 10 до 70 кг (в зависимости от толщины материала). Благодаря относительно небольшой массе облегчается и транспортировка, и монтаж.
Незначительная усадка.В отличие от множества рыхлых материалов каменная вата со временем почти не теряет в объеме. А значит, и в теплосберегающих свойствах.
Долговечность. Материал сохраняет эксплуатационные характеристики на протяжении 70-100 лет.
Недостатки
Высокая цена. Базальтовая вата стоит довольно дорого. Один кубический метр материала обходится в сумму от 1500 до 6500 руб. (в зависимости от плотности и ряда других факторов). Столь высокий ценник обусловлен в первую очередь сложностью производства и необходимостью использования дорогостоящего оборудования, в частности, доменных печей.
Использование экологически небезопасных материалов. Каменная вата более чем на 95% состоит собственно из камня, но назвать ее абсолютно натуральным продуктом нельзя. Чтобы плиты не рассыпались на волокна, производители вынуждены использовать связующие, в частности, формальдегидные смолы. Разумеется, уважающие себя компании применяют их в минимальном количестве, но всегда остается вероятность «нарваться» на некачественный продукт, источающий токсичные пары.
Минимизировать риски можно лишь одним способом — проверив документы на продукцию. Законы РФ требуют от производителей теплоизолирующих материалов получения Сертификата пожарной безопасности, а также Экспертного заключения о соответствии действующим санитарным нормам и правилам.
Разновидности каменной ваты
Утеплитель на основе базальта представлен в нескольких модификациях. Рулонное полотно (ширина которого составляет обычно 1,2 м, а длина варьируется от 7 до 12 м), у большинства производителей имеет малую плотность — всего 35 кг/м³. Данный материал можно использовать лишь для горизонтальной укладки в зонах без какой-либо нагрузки. Такие решения встречаются не очень часто.
Большая площадь рулонного полотна позволяет укладывать его с минимальным количеством швов, а значит, и мостиков холода
Наибольшей популярностью пользуется каменная вата в виде плит (размерами 0,6-1 м на 1,2 м и толщиной от 30-200 мм). Основным фактором, определяющим область их применения, является плотность. В зависимости от этого материал подразделяется на несколько марок.
П-75 (плотность 75 кг/м³). Используется для утепления плоскостей с минимальной нагрузкой, например, межкомнатных перегородок и потолков.
П-125 (125 кг/м³). Пригоден для теплоизоляции полов, межэтажных перекрытий и фасадов.
ПЖ-175 (175 кг/м³). Предназначен для теплоизоляции железобетонных и металлических стен и перекрытий.
ППЖ-200 (200 кг/м³). Материал максимальной плотности применяется для утепления кровли и полов под стяжку.
Как лучше утеплить фасады – изнутри или снаружи?
Существует три варианта расположения утеплителя относительно стены.
Первый — с внутренней стороны.Преимуществ у этого способа немного. Это удобство монтажа (работать в помещении комфортнее, чем на свежем воздухе) и отсутствие необходимости защиты утеплителя от суровых внешних воздействий. Недостатки куда существеннее. Прежде всего, это потери драгоценной полезной площади. И чем больше толщина утеплителя, тем меньше свободного места.
Еще один минус — в риске намокания стен. Каменная вата является паропроницаемым материалом. Водные пары проходят сквозь нее беспрепятственно, после чего начинают скапливаться на границе «холодная стена-утеплитель» или в толще стены. Так что, выбирая данный способ монтажа, нужно установить со стороны помещения пароизоляцию, и организовать эффективную (возможно, принудительную) вентиляцию.
Если расположить утеплитель снаружи, так называемая точка росы (зона конденсации водяных паров) сместится в толщу минеральной ваты, откуда жидкость станет испаряться естественным образом. А значит, стена уже не будет намокать.
Кроме того, внешнее утепление защищает стену от попеременного замерзания и оттаивания, что благотворно сказывается на «погоде в доме». И конечно, если минеральная вата находится снаружи, ни о каких потерях полезной площади не может быть и речи.
Недостаток же состоит в том, что утеплитель приходится защищать от атмосферной влаги и от механических повреждений, покрывая штукатуркой (мокрый фасад) или облицовочными панелями (навесной вентилируемый фасад).
И наконец, третий способ. В данном случае утеплитель укладывают с наружной стороны стены и закрывают облицовочным кирпичом. В данном случае каменная вата надежно защищена от воздействия извне, нет потерь полезной площади и других описанных выше минусов. Проблема лишь в том, что данное решение оптимально только для строящихся зданий. Утеплить так уже готовый дом проблематично, так как увеличение толщины зачастую требует усиления (переделки) фундамента.
Подробнее в статье «Волосы Пеле»
Экструдированный пенополистирол
Экструдированный пенополистирол (ЭПП) — прогрессивный и современный материал, он состоит в довольно близком «родстве» со знакомым каждому из нас пенопластом. Оба утеплителя делают из полистирола, но по принципиально разным технологиям. И это обуславливает немалые отличия в потребительских свойствах.
‘>
Экструдированный пенополистирол XPS
При производстве пенопласта полистирольные гранулы многократно обрабатывают горячим паром, из-за чего они увеличиваются в объеме. Но при этом увеличиваются и микропоры материала. Первое время утеплитель прекрасно справляется со своими обязанностями. Но со временем, под воздействием влаги и других агрессивных факторов, он просто рассыпается на отдельные зерна. Хотя даже у только что «сошедшего с конвеера» пенопласта довольно низкая прочность. Он легко крошится и почти не сопротивляется изгибу.
В случае с экструдированным пенополистиролом гранулированное сырье помещают в реактор, где подвергают нагреву и давлению. Затем, когда полимер расплавится, давление сбрасывают, что приводит к активному пенообразованию, и пропускают образовавшуюся массу через экструдер. В результате получается материал, состоящий из закрытых ячеек с прочными молекулярными связями. Из этого вытекает основное преимущество экструдированного пенополистирола. Он приблизительно в 5 раз прочнее, чем пенопласт.
Экструдированный пенополистирол является эффективным утеплителем. Плита ЭПП толщиной 10 см сохраняет тепло так же хорошо, как кирпичная стена толщиной 150 см.
Высокая прочность позволяет ЭПП выдерживать довольно значительные нагрузки, а это, в свою очередь, обеспечивает широкую сферу применения. Этот утеплитель используют не только для стен и перекрытий, но также для фундаментов, отмосток, эксплуатируемых крыш. Им заполняют колодезную кладку при строительстве кирпичных домов. Он входит в конструкцию множества сэндвич-панелей.
Также стоит отметить, что пенополистирол — исключительно легкий материал. Он практически не оказывает нагрузки на стены и фундамент, а также не создает проблем при монтаже.Плиты прекрасно поддаются механической обработке, а, чтобы закрепить их на стенах, достаточно клея и дюбелей.
Немаловажное преимущество пенополистирола — в почти полной водонепроницаемости. Даже при окунании он поглощает менее одного процента жидкости.
Но к сожалению, есть у ЭПП довольно ощутимые минусы. Первый, и, наверное, основной — крайне низкая паропроницаемость. Говоря простыми словами, этот материал плохо «дышит». Не стоит утеплять им стены изнутри — оседающий конденсат приведет к образованию плесени. Специалисты рекомендуют использовать этот теплоизолятор снаружи и покрывать штукатуркой. Можно также закладывать пенополистирольные плиты внутрь каркасных конструкций, но при этом крайне важно создавать воздушный зазор для должной вентиляции.
Как и обычный пенопласт, экструдированный пенополистирол «боится» некоторых химических реагентов. Например, битумных мастик, которые используют в качестве гидроизоляции. Под их воздействием ЭПП становится мягким, а порой и вовсе растворяется.
Чтобы избежать продуваемости сквозь швы, плиты ЭПП следует укладывать в два слоя, с перевязкой
Подробнее в статье «Пенная пластика»
Жидкий пенопласт
Внешне жидкий пенопласт (пеноизол)выглядит как упругая белая пена, более чем на 90% состоящая из пузырьков воздуха, что, собственно, и обеспечивает теплосберегающий эффект. Как утверждают компании, использующие данный материал, 10 см такой изоляции равны 30 см обычного плитного пенопласта, 20 см минеральной ваты или 2,5 м кирпичной кладки.
Столь впечатляющие характеристики во многом обусловлены тем, что материал наносят под давлением. Увеличиваясь в объеме, пена проникает в малейшие углубления, каверны и трещины, образуя сплошной теплоизолирующий слой без мостиков холода.
Высокая адгезия позволяет использовать жидкий полистирол для внутреннего утепления вертикальных и наклонных плоскостей, например, мансардных крыш
Вспененным пеноизолом можно утеплить практически любое замкнутое пространство: слоистую кирпичную кладку, полость фальш-стены, чердачное перекрытие и проч.Особой популярностью пеноизол пользуется у компаний, реконструирующих старые дома. Ведь для того, чтобы утеплить строение, не нужно снимать обшивку фасадов или разбирать перекрытия.
За пределами дома пеноизолу тоже найдется применение. Например, его используют для утепления стенок колодцев. Для этого нужно всего лишь сделать несъемную опалубку, отстоящую от наружных стенок шахты на 3-5 сантиметров, и запенить образовавшееся пространство.
Несмотря на то, что карбидный пенопласт содержит органические смолы, он эффективно сопротивляется огню и является самозатухающим. Согласно действующей на территории РФ классификации данный утеплитель относится к группе горючести Г1 (трудногорючий)
Итак, мы рассмотрели достоинства жидкого пенопласта, и их довольно много. Но, изучая строительные форумы, можно подумать, что пеноизол – едва ли не худший материал для утепления частных домов. Конечно же, это не так. Большинство негативных отзывов связано с тем, что недобросовестные компании, стремясь к экономии любой ценой, используют некачественное сырье и работают «спустя рукава». И все же нельзя не отметить, что у данной технологии действительно есть недостатки.
Первый, и, пожалуй, основной состоит в экологической небезопасности материала. Жидкий пенопласт содержит формальдегид, источающий токсичные пары. Да, со временем они выветриваются, но еще две недели после утепления в доме нельзя производить отделочные работы. И это минимум. Желательно подождать с «внутрянкой» месяц-полтора, чтобы не рисковать здоровьем. Что касается отделки фасадов и других действий на открытом воздухе, тут строгих ограничений не существует. Но повторимся – лучше не рисковать.
Кроме того, следует учитывать относительно высокую гигроскопичность жидкого пенопласта. Некоторые компании добавляют в состав сырья отталкивающие влагу препараты (гидрофобизаторы), и это минимизирует проблему. Но не решает ее полностью. Поэтому использовать жидкий пенопласт для утепления фундаментов и других участков, имеющих непосредственный контакт с почвой, нельзя.
Из-за низкой плотности пеноизол категорически не подходит для утепления перекрытий под стяжку. И последний проблемный фактор – усадка. Пена, нанесенная под давлением, со временем «сдувается». Как правило, незначительно – всего 1-4%. Но теплосберегающие свойства материала при этом несколько снижаются.
Чтобы оседание пены не было критическим, ее следует наносить с соблюдением некоторых правил. Так, за один проход материал наносят на высоту не более 3 м. А лучше ограничиваться высотой в 1 м. И только когда пенопласт слегка схватиться, возобновлять работы.
Подробнее в статье «Светлое пенное»
Пробковый утеплитель
Пробковый утеплитель производят из гранулята — куска коры, из которого можно вырезать панель приемлемых размеров, не существует в природе. Какие-либо синтетические клеи при этом не используют — связующим служит содержащийся в коре лингин. Впрочем, экологическая чистота — не основное достоинство материала.
Кора пробкового дуба — удивительное сырье. Структурно она напоминает пчелиные соты: каждый кубический сантиметр содержит сотни тысяч крошечных ячеек. Они заполнены воздухом, который составляет почти 90% общего объема. Это делает пробку эффективнейшим природным теплоизолятором. У нее такой же коэффициент теплопроводности 0,037–0,04 Вт/м·К (при t = 25°C), как у минеральной ваты.
Пробковая панель толщиной 30 мм держит тепло так же хорошо, как 40-сантиметровая кирпичная кладка или стена из бруса толщиной 15 см
Строительным материалом ячеек служат упоминавшийся лигнин, который не только склеивает гранулы, но еще и обеспечивает материалу эластичность, а также суберин — воскообразное вещество, непроницаемое для воды. Да, несмотря на древесное происхождение, пробка совершенно невосприимчива к влаге. Намокший утеплитель также эффективен, как и сухой.
Также стоит отметить, что в пробке практически нет белка, который служит питательной средой для вредоносных микроорганизмов. Зато в ней много дубильного вещества — танина. Именно этим и объясняется долговечность материала. Утеплив дом пробковыми панелями, можно забыть о проблеме навсегда — срок их жизни исчисляется столетиями. И это не красивые слова производителей: существуют строения с многовековой историей, на которых и по сей день сохранилась пробковая отделка.
Еще одно неоспоримое достоинство пробки — в ее легкости. Один кубический метр весит в среднем от 100 до 120 кг, а значит, монтировать его будет довольно просто. Да и нагрузка на фундамент будет минимальна. Это особенно важно для деревянных и каркасных конструкций, которые опираются на сваи или монолитное ленточное основание.
Несмотря на древесную природу пробка почти не подвержена огню. При контакте с пламенем она не загорается, а лишь медленно тлеет
В зависимости от толщины (которая варьируется от 5 до 30 см.) плиты можно использовать для изоляции стен, пола и крыши. Это универсальный утеплитель. Но почему же этот материал не вытеснил с рынка все остальные утеплители? Основным сдерживающим фактором является цена. К сожалению, пробка — довольно дорогой материал. Цена за 1 м² толщиной 5 см составляет 2277 руб. (по состоянию на февраль 2021 г.) А ведь для эффективной теплозащиты нужен слой толщиной не менее 10 см. Очевидно, что пробка «влетает в копеечку». Но, тем не менее, она пользуется спросом.
Утепление пробкой стен
Пробка в утеплении крыши
Пробка в конструкции зеленой крыши
Подробнее в статье «Опробировано!»
Пеностекло
Высокоэффективный утеплитель — пеностекло известно с 30-х годов прошлого века. Способ его получения разработал советский ученый И. И. Китайгородский, но, в отличие от западных стран, где материал с успехом стали использовать в домостроении, у нас его применяли только в некоторых промышленных областях. Сегодня же этот «симбиоз» стекла и пены привлек внимание отечественного частного застройщика.
Способ производства
Материал получают следующим образом. На первом этапе приготавливают смесь (шихту) из тонкоизмельченного силикатного стекла и углеродсодержащего газообразователя, в качестве которого может выступать каменноугольный кокс, антрацит, известняк или мрамор. Затем смесь отправляют в туннельную печь, где при температуре порядка 900–1000°С частицы стекла размягчаются до вязкожидкого состояния, а выделяющиеся в результате окисления углерода газообразные СО2 и СО вспенивают стекломассу, образуя в ней замкнутые поры. Конечный продукт может быть представлен в виде гранул и щебня разных фракций, плит, блоков. Поговорим о наиболее востребованных в частном домостроении формах пеностекла.
Благодаря своим исключительным свойствам, пеностекло (иначе — ячеистое стекло) способно обеспечить отличную тепло- и звукоизоляцию различных строительных конструкций: крыши, стен, перекрытий и пр.
Гранулированное пеностекло
Пеностекло в виде гранул является оптимальным теплоизолятором для полов на первом этаже здания. В отличие, например, от керамзитобетона, материал не гигроскопичен, а значит, отсутствуют условия для гниения древесины. Паропроницаемость керамзита составляет 0,21 мг/(м•ч•Па), а пеностекла — 0,001–0,005 мг/(м•ч•Па), к тому же оно имеет в два раза меньшую плотность, так что, производя теплоизоляционную засыпку, можно обойтись слоем вполовину тоньше. А вот что касается цены, тут явное преимущество у керамзита, который стоит заметно дешевле, чем гранулированное пеностекло: 1450–2750 руб. против 6000-12 000 руб. за кубометр.
Плиты из пеностекла
‘>
Широкий ассортимент плит и блоков из пеностекла, предназначенных для утепления различных конструктивных элементов
Плиты из пеностекла — универсальный утеплитель. Помимо прекрасных теплоизоляционных свойств, они обладают высокой паро- и водонепроницаемостью и исключительной прочностью. Пеностекло зарекомендовало себя как материал, пригодный для строительства энергоэффективных зданий по технологии Passivhaus. На практике доказано, что если проложить между основанием дома и кирпичной стеной плѝты толщиной 50 мм с теплопроводностью 0,052 Вт/м•°С и прочностью на сжатие 16 кг/см², то при разнице температур на улице и в помещении в 35°С (–15 и +20°С соответственно) в нижней части стены не образуется конденсат, а ее температура составляет 16,3°С.
В сравнении с другими утеплителями срок службы пеностекла практически не ограничен, при этом со временем оно не ухудшит свои показатели, а плиты не изменят геометрические размеры, благодаря чему исключаются теплопотери через разрывы в изоляционном контуре. Пеностекло обеспечивает шумопоглощение до 56 Дб, экологически и гигиенически безопасно (не выделяет токсические вещества), невосприимчиво к химическим воздействиям.
Прочность и несущая способность пеностекла такова, что ряд блоков, уложенных под кирпичную кладку стен в семь этажей, выдерживает эту нагрузку, не давая осадки и не допуская образования мостиков холода
Одно из серьезных преимуществ утеплителя из пеностекла заключается в том, что он не поддерживает горение (чего не скажешь о материалах на основе пенополистирола) и не деформируется при температурах до 450°С. Ну и наконец, «стекло» явно придется не по вкусу грызунам и не пострадает от микроорганизмов.
Выпускаются плиты размером 600 × 450 мм и толщиной от 50 до 80 мм (с шагом 10 мм). Для теплоизоляции ограждающих конструкций здания применяют изделия плотностью 150–250 кг/м³. Материал прост в монтаже: несмотря на жесткость, он легко поддается механической обработке (резке, сверлению) и хорошо склеивается. Для крепления плит и герметизации швов между ними следует использовать составы, подобранные и рекомендуемые производителем пеностекла с учетом особенностей основания.
Плиты приклеивают снаружи дома прямо к утепляемой поверхности. При необходимости использовать два слоя изоляции первый из них дополнительно фиксируют дюбелями, а второй укладывают со смещением стыков, также сажая его на клей. Благодаря отличным адгезивным свойствам пеностекла, штукатурные работы можно выполнять без применения армирующих сеток и грунтов.
Подробнее в статье «Формула стекла»
Эковата
Как явствует из названия, большую часть этого утеплителя (около 81%) составляет переработанная бумага. Оставшиеся 19% приходятся на антисептики против вредителей и антипирены, защищающие от огня. Материал предельно прост в изготовлении, поэтому стоит недорого.
Но куда важнее то, что бумажный утеплитель (он же эковата) прекрасно справляется со своими обязанностями. Всего 15 см бумажной смеси соответствует по теплосбережению кирпичной стене толщиной в 4,5 кирпича! При этом слой получается однородным, без швов и пустот. Немаловажно и то, что он прекрасно «дышит», а потому не нуждается в пароизоляции.
Еще один плюс эковаты в том, что она может служить еще и звукоизолятором. Слой толщиной 100 мм снижает уровень шума приблизительно на 60 дБ.
Пожарная безопасность. Для материала, представляющего собой измельченную бумагу, этот вопрос имеет огромное значение. Как показывает практика, целлюлозный утеплитель не загорается при контакте с огнем, а только тлеет и быстро затухает, лишившись источника тепла. Но все же на антипиренах стоит остановиться подробнее.
Некоторые производители используют сульфаты и фосфаты аммония, которые источают резкий и неприятный запах. Но это не основная проблема. Беда в том, что со временем эти добавки теряют свои огнезащитные свойства. Поэтому лучше приобрести материал, пропитанный бурой (бораксом). Этот антипирен лишен описанных выше недостатков.
Бура защищает не только от огня, но и от вредителей. Грызуны не выносят это вещество, поэтому не станут селиться в слое утеплителя.
Водостойкость. Казалось бы, бумага с ней не «дружит». Прежде всего, отметим, что допускать намокание любого утеплителя нельзя — это очень плохо сказывается на его свойствах. Но если авария все же произошла, волокна целлюлозы удержат часть попавшей на него влаги в верхних слоях, откуда она быстро испарится, так что критически материал не пострадает.
Целлюлозный утеплитель используют для защиты стен, чердаков, мансард, кровель и полов на лагах. А вот под стяжку его укладывать нельзя — под навалившейся тяжестью рыхлый материал станет плотным, что сведет его полезные свойства к нулю
Эковату поставляют в уплотненном состоянии (брикетах), а значит, предварительно ее нужно разрыхлить. Если предполагается ручная укладка, сделать это можно любыми удобными инструментами в большой емкости. Затем бумажную массу засыпают в полости каркасных стен и перекрытий. Очень важно соблюдать плотность нанесения: для горизонтальных конструкций это 35–40 кг/м³, для вертикальных — 60–70 кг/м³. Очевидно, что эта работа требует много времени и сил. Куда быстрее и проще наносить материал при помощи специальной выдувной машины. Она сама разрыхляет утеплитель и подает его под давлением на расстояние до 200 м по горизонтали до 40 м по вертикали. При этом эковата проникает в малейшие полости и образует равномерный теплозвукоизоляционный слой. Плотность нанесения можно регулировать.
Недостатки
Итак, казалось бы, очевидных проблем нет. Так почему же этот утеплитель не пользуется у нас популярностью? Причин несколько.
Начнем с того, что в России нет норматива на состав бумажного утеплителя, поэтому производитель может сам регулировать качество продукции. К чему это порой приводит, говорить излишне.
При монтаже также возникают моменты риска. Рабочие, заинтересованные в экономии материала, могут наносить его более рыхлым слоем, чем это необходимо. А значит, нужен жесткий контроль.
Эковата хоть и не горит, но тлеет, а значит, при утеплении чердаков и мансард придется изолировать дымоходные трубы негорючими материалами.
И наконец, самый ощутимый недостаток — это цена. Сам по себе материал дешёвый, но услуги рабочих и амортизацию оборудования тоже придется оплатить. Средняя стоимость 1 м³ «под ключ» варьируется от 1700 до 5200 руб.
Какая ткань лучше всего защищает от холодного воздуха
Утепляем дом. Как лучше снаружи или изнутри
При утеплении домостроений существует два основных его вида — внутреннее и наружное. Каждое из них имеет ряд достоинств и недостатков. Статистика говорит, что в 8 из 10 случаев человек выбирает именно внутреннее и вот почему:
Из недостатков — явными можно считать следующие:
Помимо основной функции утеплитель несет и дополнительные функции. Например, он повышает звукоизоляцию, позволяет стенам «дышать», а в некоторых случаях может быть даже декоративной отделкой.
Всем сказанным выше мы достаточно доходчиво обозначили важность не только тока как монтировать, но и что монтировать. Об этом и пойдет ниже наше повествование
Презентация на тему Что такое теплопроводность. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ — перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия. Транскрипт
Что такое теплопроводность?
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ — перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул, ионов и т.п.). Приводит к выравниванию температуры тела. Не сопровождается переносом вещества! Этот вид передачи внутренней энергии характерен как для твердых веществ, так и для жидкостей, газов. Теплопроводность различных веществ разная. Существует зависимость теплопроводности от плотности вещества.
Процесс передачи теплоты от более нагретых тел менее нагретым называется теплопередачей.
Попробуем опустить в горячую воду, налитую в небольшой сосуд, кусочек льда. Через некоторое время температура льда начнет повышаться и он растает, а температура окружающей воды понизится. Если опустить горячую ложку в холодную воду, то окажется, что температура ложки начнет понижаться, температура воды повышаться и через некоторое время температура воды и ложки станет одинаковой А теперь опустим в горячую воду деревянную палочку. Можно сразу заметить, что деревянная палочка нагревается значительно медленнее металлической ложки.Отсюда можно сделать вывод, что тела, сделанные из разных веществ, обладают разной теплопроводностью.
Теплопроводность различных веществ разная. Металлы обладают самой высокой теплопроводностью, причем у разных металлов теплопроводность отличается. Жидкости обладают меньшей теплопроводностью, чем твердые тела, а газы меньшей, чем жидкости. При нагревании верхнего конца закрытой пальцем пробирки с воздухом внутри можно не бояться обжечь палец, т.к. теплопроводность газов очень низкая.
Вещества с низкой теплопроводностью используют в качестве теплоизоляторов. Теплоизоляторы это вещества, плохо проводящие тепло. Воздух является хорошим теплоизолятором, поэтому оконные рамы делают с двойными стеклами, для того чтобы между ними был слой воздуха. Хорошими теплоизолирующими свойствами обладают дерево и различные пластмассы
Можно обратить внимание на то, что ручки чайников делают именно из этих материалов, для того чтобы не обжечь руки, когда чайник горячий
Для создания теплой одежды широко используют вещества, плохо проводящие тепло, такие как войлок, мех, вата, перья и пух различных птиц. Такая одежда помогает сохранять тепло тела. Войлочные и ватные рукавицы используют при работе с горячими предметами, например для того, чтобы снимать с плиты горячие кастрюли. Все металлы, стекло, вода хорошо проводят тепло и являются плохими теплоизоляторами. Тряпкой, смоченной в воде, ни в коем случае нельзя снимать горячие предметы. Вода, содержащаяся в тряпке, мгновенно нагреется и обожжет руку. Знания о способности разных материалов по- разному передавать тепло помогут в походе. Например, чтобы не обжечься о горячую металлическую кружку, ее ручку можно обмотать изоляционной лентой, которая является хорошим теплоизолятором. Для того чтобы снять с костра горячий котелок, можно воспользоваться войлочными, ватными или брезентовыми рукавицами.
На кухне, поднимая горячую посуду, чтобы не обжечься, можно использовать только сухую тряпку. Теплопроводность воздуха намного меньше, чем у воды! А ткань структура очень рыхлая, и все промежутки между волокнами заполнены у сухой тряпки воздухом, а у влажной — водой
Куропатки, утки и другие птицы зимой не мерзнут потому, что температура лап у них может отличаться от температуры тела более чем на 30 градусов. Низкая температура лап сильно понижает теплоотдачу. Таковы защитные силы организма! ЕСЛИ положить на лежащие рядом на столе кусок пенопласта (или дерева) и зеркало ладони, то ощущения от этих предметов будут разными: пенопласт покажется теплее, а зеркало — холоднее. Почему? Ведь температура окружающего воздуха одинаковая! Стекло — хороший проводник тепла (обладает высокой теплопроводностью), и сразу начнет «отбирать» от руки тепло. Рука будет ощущать холод! Пенопласт хуже проводит тепло. Он тоже будет, нагреваясь, «отбирать» тепло у руки, но медленнее, поэтому и покажется теплее.
Архив 24228 от 17 декабря 2013 г.
2013 г.
Архив 2019 г.
Архив 2018 г.
Архив 2017 г.
Архив 2016 г.
Архив 2015 г.
Архив 2014 г.
Архив 2013 г.
Архив 2012 г.
Архив 2011 г.
Архив 2010 г.
Архив 2009 г.
Архив 2008 г.
Архив 2007 г.
Архив 2006 г.
Архив 2005 г.
Архив 2004 г.
Сохранить тепло лета
Новые проекты могут изменить рынок энергетики. Термохимические батареи идеальны для теплоэлектроцентралей.Желание эффективно экономить тепло долгое время было невыполнимым. Проект Люнебургского университета ориентируется на природные ресурсы и показывает, как просто и без лишних затрат этого можно достичь. Это похоже на некое колдовство: летом, когда постоянно светит солнце, люди не нуждаются в тепле. Но не существует таких систем, которые могли бы сохранить это тепло и использовать его зимой. Пока не существует… Ибо теперь профессор Вольфганг Рук вместе со своей командой разработал такую систему, которая может «перекроить» весь рынок энергетики заново. Тем не менее принцип действия может понять даже ребенок. Исследователи университета Leuphana используют тепло, чтобы провести химическую реакцию, позволяющую сохранять энергию. Звучит сложно, однако на самом деле это не так. Основной принцип сохранения тепла базируется на разъединении и соединении материала для хранения (например, хлорида кальция, поташа или хлорида магния) и воды. «При зарядке материала солевой кристаллогидрат под действием тепла разделяется на соль и воду. По истечении реакции разрядки снова образуется тепло, которое можно использовать. Таким образом, обратимая реакция может повторяться неограниченное количество раз», – объясняет профессор Рук. В сравнении с физическими обогревателями, например, водяными, термохимический теплоаккумулятор имеет гораздо более высокий энергетический показатель плотности. В то время как водный обогреватель с объемом 800 литров может сэкономить 46 кВт/час, новый термохимический обогреватель объемом 1 кубометр экономит до 80 кВт/час. Фишка также и в том, что из-за плохой изоляции водный обогреватель может терять до 3 кВт/час в день, у люнебургских исследователей таких потерь энергии нет
Не важно, стоит такой обогреватель в подвале или на улице. «Энергия связана с ее химическим носителем, – поясняет Вольфганг Рук
Аналогичным образом энергия сохраняется в нефти и древесине. Еще одно преимущество: накопитель покрывает широкий диапазон температур и может работать до 1000 градусов. В данный момент исследуются конкретные области применения, и в недалеком будущем проект выйдет на рынок. Целью сейчас является разработка и успешные тесты компактного, эффективного обогревателя без потерь энергии, с энергоёмкостью 80 кВт/час и объемом 1 кубометр, чтобы затем начать серийный выпуск продукта для стационарной установки в домах для 1 либо 2 семей вместе с теплоэлектроцентралью. Для частных домов эта технология пока может быть неинтересна, так как ток вырабатывается только тогда, когда используется тепло. Это может изменить современные тепло-аккумуляторы до неузнаваемости. Так как тепло может сохраняться долгое время, теплоэлектроцентрали могут работать и летом. Таким образом, эти обогреватели могут зимой отдавать все тепло лета. Но у люнебургских исследователей гораздо большие перспективы. «Скоро у нас не будет проблем с электричеством. Мы используем не только имеющееся тепло».
Авторский перевод статьи из журнала Bauen und Wohnen
N1(205) от 16 января
N2(206) от 29 января
N3(207) от 12 февраля
N4(208) от 27 февраля
N7(211) от 09 апреля
N8(212) от 23 апреля
N15(219) от 13 августа
N16(220) от 27 августа
N17(221) от 10 сентября
N18(222) от 24 сентября
N19(223) от 08 октября
N20(224) от 22 октября
N21(225) от 06 ноября
N22(226) от 19 ноября
N23(227) от 03 декабря
N24(228) от 17 декабря
Неорганические материалы и изделия волокнистые теплоизоляционные материалы
Минеральная вата
Любой волокнистый утеплитель, получаемый из минерального сырья ( мергелей, доломитов, базальтов и др.) Минеральная вата высокопористая (до 95% объема занимают воздушные пустоты), поэтому у нее высокие теплоизоляционные свойства. Вот эту схемка поможет Вам разобраться в названиях материалов:
Волокно, которое получают из расплава, скрепляется в изделие с помощью связующего, (чаще всего это фенолформальдегидная смола). Есть изделия, которые называются прошивные маты – в них материал зашивается в стеклоткань и прошивается нитками.
Таблица 1. Виды теплоизоляционных изделий и их характеристики
Минеральная вата занимает одно из первых мест среди теплоизоляции, связано это с доступностью сырья для ее производства, несложной технологией получения, и как следствие — доступной ценой. О ее теплопроводности сказано выше, отмечу следующие ее достоинства:
Маты и плиты из базальтовой ваты
• Высокие теплоизолирующие свойства;
• Выдерживает высокие температуры, не теряя теплоизолирующие свойства;
Таблица 2. Применение базальтовой ваты и ценообразование
За основу брались средние цены на вату европейского производства.
Стекловата
Производят ее из волокна, которое получают из того же сырья, что и стекло (кварцевый песок, известь, сода).
Выпускают в виде рулонных материалов, плит и скорлуп (для трубной изоляции). В целом ее достоинства такие же (см. минеральная вата). Она прочнее базальтовой ваты, лучше гасит шум.
Недостаток температуростойкость стекловаты 450°С, ниже, чем у базальтовой (речь идет о самой вате, без связующего). Эта характеристика важна для технической изоляции.
Таблица 3. Характеристика стекловаты и ее ценообразование
За основу брались средние цены на стекловату европейского производства.
Пеностекло (ячеистое стекло)
Производят его путем спекания стеклянного порошка с газообразователями ( например известняком). Пористость материала 80-95%. Это обуславливает высокие теплоизоляционные свойства пеностекла.
Таблица 4. Характеристика пеностекла
Кроме перечисленных материалов, есть еще целый ряд материалов, которые также относят к данной группе материалов неорганических теплоизоляционных материалов.
Теплоизоляционные бетоны бывают: газонаполненные (пенобетон, ячеистый бетон, газобетон) и на основе легких заполнителей (керамзитобетон, перлитобетон, полистиролбетон и т.п.).
Засыпная теплоизоляция (керамзит, перлит, вермикулит ). Отличается высоким водопоглощением, неустойчива к вибрации, может дать усадку со временем, что приводит к образованию пустот, требует высоких затрат при монтаже. У нее есть и плюсы, например: керамзит обладает высоким уровнем морозоустойчивости и прочности. Стоимость керамзита — 350 грн/м3.
Как применяются гидроизоляционные материалы.
Практически все части конструкции дома подвергаются неблагоприятному воздействию атмосферных осадков, поэтому необходимо проводить работы по защите от воды на каждом этапе строительства жилого дома или любого другого объекта. Следовательно, нужно изолировать от влаги не только стены и крышу, но и фундамент вместе с подземными или подвальными помещениями. Но, так как наземные части сооружения, по сравнению с подземными частями, подвергаются немного другому воздействию воды, то и гидроизоляционные материалы нужно применять для тех и для других конструкций разного качества и различных свойств. К примеру, возьмем наземные части дома – стены. Они соприкасаются с землей, поэтому оказываются под большим воздействием влаги. Однако, они лучше защищены от резких перепадов температур, нежели, подземный фундамент. Хотя если грунтовые воды подходят близко к поверхности земли, то и фундамент может сильно подвергаться воздействию этих самых грунтовых вод, но сейчас не об этом. А вот кровля и все остальные части дома, которые не соприкасаются с землей, наоборот, больше склонны к различным капризам природы, и на них оказывает наименьшее влияние влажность.
Во время проведения гидроизоляционных работ стоит принимать во внимание тот факт, что каждый материал обладает какими-то своими собственными свойствами, поэтому не забудьте обратить свое внимание на главное качество таких материалов – воздухопроницаемость
Новые гидроизоляционные материалы разделяются на три ветви по степени воздухопроницаемости:
Материалы, защищающие от влажности и не пропускающие воздух, замечательно подойдут для подземных конструкций. Для наземных же сооружений, например, для стен, очень важен воздух, так как он проникает сквозь стены внутрь помещения и тем самым проветривает, хотя и не очень сильно. Если для стен не обеспечить нормальный приток свободного кислорода, то для помещения это очень плохо скажется. Поэтому наземные сооружения обрабатывают полностью или частично пропускающими воздух гидроизоляционными материалами. Как правило, гидроизоляционные материалы делятся по степени водонепроницаемости, прочности, морозоустойчивости, огнестойкости, токсичности и долговечности.
Что такое теплопроводность и термическое сопротивление
При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность
Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.
Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов
Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).
Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени
Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.
Классификация гидроизоляционных материалов.
Материалы, защищающие строительные конструкции от влажности, помимо вышеперечисленных свойств, разделяют на классы по области применения, физическому состоянию, активным гидроизоляционным компонентам и методам нанесения. В основном, мы перечисляли характеристики гидроизоляционных материалов для конструкций, которые плотно с водой не контактируют. А для таких сооружений, как водоемы, бассейны, фонтаны и остальные, находящиеся в прямом соприкосновении с водой, существуют специальные гидроизолирующие материалы. И, наконец, последняя классификация материалов, которые мы рассматриваем в этой статье, это разделение на материалы, использующие для внутренних работ, и на материалы для внешних работ.
По физическим свойствам гидроизоляционные материалы подразделяются на: мастичные, порошковые, рулонные, пленочные, мембранные. Если разделять материалы по основе, из которой они изготовлены, то получаются следующие классы: битумные, минеральные, битумно-полимерные, полимерные. Разделение по способу нанесения такое: окрасочные, штукатурные, оклеечные, литые, засыпные, пропиточные, инъекционные (проникающие), монтируемые. Всякие разные гидроизоляционные материалы обладают разным качеством, разными свойствами, будет это обычный лист рубероида или полимерные материалы. Следовательно, вы должны разбираться во всех тонкостях и правильно выбирать материалы.
Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов
Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.
Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций
При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.
| В сухом состоянии | При нормальной влажности | При повышенной влажности | |
| Войлок шерстяной | 0,036-0,041 | 0,038-0,044 | 0,044-0,050 |
| Каменная минеральная вата 25-50 кг/м3 | 0,036 | 0,042 | 0,,045 |
| Каменная минеральная вата 40-60 кг/м3 | 0,035 | 0,041 | 0,044 |
| Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3 | 0,036 | 0,042 | 0,045 |
| Каменная минеральная вата 140-175 кг/м3 | 0,037 | 0,043 | 0,0456 |
| Каменная минеральная вата 180 кг/м3 | 0,038 | 0,045 | 0,048 |
| Стекловата 15 кг/м3 | 0,046 | 0,049 | 0,055 |
| Стекловата 17 кг/м3 | 0,044 | 0,047 | 0,053 |
| Стекловата 20 кг/м3 | 0,04 | 0,043 | 0,048 |
| Стекловата 30 кг/м3 | 0,04 | 0,042 | 0,046 |
| Стекловата 35 кг/м3 | 0,039 | 0,041 | 0,046 |
| Стекловата 45 кг/м3 | 0,039 | 0,041 | 0,045 |
| Стекловата 60 кг/м3 | 0,038 | 0,040 | 0,045 |
| Стекловата 75 кг/м3 | 0,04 | 0,042 | 0,047 |
| Стекловата 85 кг/м3 | 0,044 | 0,046 | 0,050 |
| Пенополистирол (пенопласт, ППС) | 0,036-0,041 | 0,038-0,044 | 0,044-0,050 |
| Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS) | 0,029 | 0,030 | 0,031 |
| Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м3 | 0,14 | 0,22 | 0,26 |
| Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м3 | 0,11 | 0,14 | 0,15 |
| Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м3 | 0,15 | 0,28 | 0,34 |
| Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м3 | 0,13 | 0,22 | 0,28 |
| Пеностекло, крошка, 100 — 150 кг/м3 | 0,043-0,06 | ||
| Пеностекло, крошка, 151 — 200 кг/м3 | 0,06-0,063 | ||
| Пеностекло, крошка, 201 — 250 кг/м3 | 0,066-0,073 | ||
| Пеностекло, крошка, 251 — 400 кг/м3 | 0,085-0,1 | ||
| Пеноблок 100 — 120 кг/м3 | 0,043-0,045 | ||
| Пеноблок 121- 170 кг/м3 | 0,05-0,062 | ||
| Пеноблок 171 — 220 кг/м3 | 0,057-0,063 | ||
| Пеноблок 221 — 270 кг/м3 | 0,073 | ||
| Эковата | 0,037-0,042 | ||
| Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м3 | 0,029 | 0,031 | 0,05 |
| Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м3 | 0,035 | 0,036 | 0,041 |
| Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м3 | 0,041 | 0,042 | 0,04 |
| Пенополиэтилен сшитый | 0,031-0,038 | ||
| Вакуум | |||
| Воздух +27°C. 1 атм | 0,026 | ||
| Ксенон | 0,0057 | ||
| Аргон | 0,0177 | ||
| Аэрогель (Aspen aerogels) | 0,014-0,021 | ||
| Шлаковата | 0,05 | ||
| Вермикулит | 0,064-0,074 | ||
| Вспененный каучук | 0,033 | ||
| Пробка листы 220 кг/м3 | 0,035 | ||
| Пробка листы 260 кг/м3 | 0,05 | ||
| Базальтовые маты, холсты | 0,03-0,04 | ||
| Пакля | 0,05 | ||
| Перлит, 200 кг/м3 | 0,05 | ||
| Перлит вспученный, 100 кг/м3 | 0,06 | ||
| Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м3 | 0,054 | ||
| Полистиролбетон, 150-500 кг/м3 | 0,052-0,145 | ||
| Пробка гранулированная, 45 кг/м3 | 0,038 | ||
| Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м3 | 0,076-0,096 | ||
| Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м3 | 0,078 | ||
| Пробка техническая, 50 кг/м3 | 0,037 |
Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей
Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала
