Утеплитель коэффициент теплопроводности: Коэффициент теплопроводности утеплителей таблица

Коэффициент теплопроводности материала. Теплопроводность строительных материалов: таблица

В привычной для населения страны холодной зиме, востребованность теплоизоляционных материалов всегда на высоком уровне. Необходимо учитывать все особенности каждого из утеплителей, чтобы сделать выбор в пользу качественного и целесообразного материала.

Содержание:

Зачем нужна теплоизоляция?

Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:

Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.

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

При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.

Увеличение долговечности конструкций здания.

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

Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.

Шумоизоляция.

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

Увеличение полезной площади зданий.

Как правильно выбрать утеплитель?

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

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя.

Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

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

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

Читайте также: Материалы для утепления балкона или лоджии: основные характеристики

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

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

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

Толщину утеплителя необходимо определять на основании теплотехнического расчета с учетом климатических особенностей территории, материала стены и её минимально допустимого значения сопротивления теплопередачи.

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

Таблица теплопроводности материалов

Материал	Теплопроводность материалов, Вт/м*⸰С	Плотность, кг/м³
Пенополиуретан	0,020	30
0,029	40
0,035	60
0,041	80
Пенополистирол	0,037	10-11
0,035	15-16
0,037	16-17
0,033	25-27
0,041	35-37
Пенополистирол (экструдированный)	0,028-0,034	28-45
Базальтовая вата	0,039	30-35
0,036	34-38
0,035	38-45
0,035	40-50
0,036	80-90
0,038	145
0,038	120-190
Эковата	0,032	35
0,038	50
0,04	65
0,041	70
Изолон	0,031	33
0,033	50
0,036	66
0,039	100
Пенофол	0,037-0,051	45
0,038-0,052	54
0,038-0,052	74

Экологичность.

Этот фактор является значимым, особенно в случае утепления жилого дома, так как многие материалы выделяют формальдегид, что влияет на рост раковых опухолей. Поэтому необходимо делать выбор в сторону нетоксичных и биологически нейтральных материалов. С точки зрения экологичности лучшим теплоизоляционным материалом считается каменная вата.

Пожарная безопасность.

Материал должен быть негорючим и безопасным. Гореть может любой материал, разница состоит в том, при каком температуре он возгорается. Важным является то, чтобы утеплитель был самозатухающим.

Паро- и водонепроницаемость.

Преимущество имеют те материалы, которые обладают водонепроницаемостью, так как впитывание влаги приводит к тому, что эффективность материала становится низкой и полезные характеристики утеплителя через год использования снижаются на 50% и более.

Долговечность.

Читайте также: Как утеплить стены минватой: общие правила

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

Достоинства и недостатки утеплителей

Пенополиуретан – на сегодняшний день самый эффективный утеплитель.
Виды ППУ

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

Недостатки

: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

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

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

Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

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

Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации

от -50⸰С до +75⸰С.

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

Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.

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

Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

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

Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

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

Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.

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

Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

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

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

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

Заключение

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

Содержание статьи:

Выбор теплоизоляционных материалов на современном рынке огромен. Производители выпускают различные по структуре, плотности, звукоизоляционным характеристикам и влагостойкости модели. Потребителям необходимо знать теплопроводность утеплителей и критерии подбора. Подробное сравнение всех видов поможет найти идеальный для постройки материал.

Понятие теплопроводности

Утеплители имеют разный коэффициент теплопроводности – это главный показатель материала

Под теплопроводностью понимается передача энергии тепла от объекта к объекту до момента теплового равновесия, т.е. выравнивания температуры. В отношении частного дома важна скорость процесса – чем дольше происходит выравнивание, тем меньше остывает конструкция.

В числовом виде явление выражается через коэффициент теплопроводности. Показатель наглядно выражает прохождение количества тепла за определенное время через единицу поверхности. Чем больше величина, тем быстрее утекает тепловая энергия.

Теплопередача различных материалов указывается в характеристиках изготовителя на упаковке.

Факторы влияния на теплопроводность

Теплопроводность зависит от плотности и толщины теплоизолята, поэтому важно учитывать ее при покупке. Плотность – это масса одного кубометра материалов, которые по этому критерию классифицируются как очень легкие, легкие, средние и жесткие. Легкие пористые изделия применяются для покрытия внутренних стен, несущих перегородок, плотные – для наружных работ.

Модификации с меньшей плотностью легче по весу, но имеют лучшие параметры теплопроводности. Сравнение утеплителей по плотности представлено в таблице.

Материал	Показатель плотности, кг/м3
Минвата	50-200
Экструдированный пенополистирол	33-150
Пенополиуретан	30-80
Мастика из полиуретана	1400
Рубероид	600
Полиэтилен	1500

Чем выше плотность, тем меньше уровень пароизоляции.

Толщина материала также влияет на степень теплопередачи. Если она избыточная, нарушается естественная вентиляция помещений. Маленькая толщина становится причиной мостов холода и образования конденсата на поверхности. В результате стена покроется плесенью и грибком. Сравнить параметры толщины материалов можно в таблице.

Материал	Толщина, мм
Пеноплекс	20
Минвата	38
Ячеистый бетон	270
Кладка из кирпича	370

При подборе толщины стоит учитывать климат местности, материал постройки.

Характеристики разных материалов

Перед рассмотрением таблицы теплопроводности утеплителей имеет смысл ознакомиться с кратким обзором. Информация поможет застройщикам разобраться в специфике материала и его назначении.

Пенопласт

Пенопласт и пенополистирол отличаются способом производства, ценой и теплопроводностью

Плитный материал, изготовленный посредством вспенивания полистирола. Отличается удобством раскроя и монтажа, низкой теплопроводностью – в сравнении с другими изоляторами пенопласт легче. Преимущества изделия – недорогая стоимость, стойкость к влажной среде. Минусы пенопласта – хрупкость, быстрая возгораемость. По этой причине плиты толщиной 20-150 мм используются для теплоизоляции легких наружных конструкций – фасадов под штукатурные работы, стены цоколей и подвалов.

При горении пенопласта выделяются токсичные вещества.

Экструдированный пенополистирол

Вспененный полистирол с экструзией отличается стойкость к воздействию влажной среды. Материал легко раскраивается, не горит, прост в укладке и транспортировке. У плит помимо низкой теплопроводности – высокая плотность и прочность на сжатие. Среди российских застройщиков популярен экструдированный пенополистирол брендов Техноплекс и Пеноплекс. Его применяют для теплоизоляции отмостки и ленточного фундамента.

Минеральная вата

Чем плотнее плиты минеральной базальтовой ваты, тем хуже они проводят тепло

Коэффициент теплопроводности минеральной ваты – 0,048 Вт/(м*С), что больше пенопласта. Материал изготавливается на основе горных пород, шлака или доломита в форме плит и рулонов, у которых разный индекс жесткости. Для утепления вертикальных поверхностей допускается применять жесткие и полужесткие изделия. Горизонтальные конструкции лучше утеплять при помощи легких минплит.

Несмотря на оптимальный индекс теплопроводности, у минеральной ваты маленькая устойчивость к влажной среде. Плиты не подойдут для утепления подвальных помещений, парилок, предбанников.

Применение минваты с низкой теплопроводностью допускается только при наличии пароизоляционного и гидроизоляционного слоев.

Базальтовая вата

Основой для изоляции является базальтовый вид горной породы, который раздувается при нагреве до состояния волокон. При изготовлении также добавляют нетоксичные связующие компоненты. На российском рынке продукция бренда Роквул, на примере которой можно рассмотреть особенности утеплителя:

не подвергается возгоранию;
отличается хорошим показателем тепло- и звукоизоляции;
отсутствие слеживания и уплотнения в процессе эксплуатации;
экологически чистый строительный материал.

Параметры теплопроводности позволяют использовать каменную вату для наружных и внутренних работ.

Стекловата

Стекловата имеет коэффициент теплопроводности выше, чем каменная вата, материал гигроскопичен

Стекловатный утеплитель изготавливается из буры, известняка, соды, просеянного доломита и песка. Для экономии на производстве применяют стеклобой, что не нарушается свойства материала. К преимуществам стекловаты относятся высокие показатели тепло- и звукоизоляции, экологическая чистота и низкая стоимость. Минусов больше:

Гигроскопичность – впитывает воду, вследствие чего теряет утепляющие характеристики. Для предотвращения гниения и разрушения конструкции укладывают между пароизоляционными слоями.
Неудобство монтажа – волокна с повышенной хрупкостью распадаются, могут вызывать жжение и зуд кожи.
Непродолжительная эксплуатация – через 10 лет происходит усадка.
Невозможность применения для утепления влажных комнат.

При работе со стекловатой нужно защищать кожу рук перчатками, лицо – очками или маской.

Вспененный полиэтилен

Вспененный фольгированный полиэтилен имеет пропускает тепло хуже, чем обычный

Рулонный полиэтилен с пористой структурой имеет дополнительный отражающий слой из фольги. Преимущества изолона и пенофола:

маленькая толщина – от 2 до 10 мм, что в 10 раз меньше обычных изоляторов;
возможность сохранения до 97 % полезного тепла;
стойкость к воздействию влаги;
минимальная теплопроводность за счет пор;
экологическая чистота;
отражающий эффект, за счет которого аккумулируется тепловая энергия.

Рулонная теплоизоляция подходит для укладки во влажных комнатах, на балконах и лоджиях.

Напыляемая теплоизоляция

Пенополиуретан имеет самую низкую теплопроводность

Если обратиться к таблице, то видно, что напыляемые виды заменяют 10 см минваты. Они выпускаются в баллонах, напоминают монтажную пену и наносятся при помощи специального инструмента. Напыляемый утеплитель бывает разной жесткости, в емкости также присутствуют пенообразователи – полиизоционатом и полиолом. По типу основного компонента изоляция бывает:

ППУ. Пенополиуретан с открытой ячеистой структурой прочен, теплоэффективен. При наличии закрытых пустот в составе – может пропускать пар.
Пеноизольная. Жидкий пенопласт на карбамидоформальдегидной основе отличается паропроницаемостью, стойкость к возгоранию. Наносится посредством заливки. Оптимальная температура затвердевания – от +15 градусов.
Жидкая керамика. Керамические компоненты расплавляются до жидкого состояния, потом смешиваются полимерными веществами и пигментами. Получаются вакуумированные полости. Наружное утепление обеспечивает защиту здания на 10 лет, внутреннее – на 25 лет.
Эковата. Целлюлоза измельчается до состояния пыли, приобретает клейкость при попадании воды. Материал подходит для работы на влажных стеновых поверхностях, но не используется рядом с каминными трубами, дымоходами и печами.

Напыляемые утеплители отличаются хорошей сцепкой с поверхностями, для которых применялись дерево, кирпич или газобетон.

Таблица коэффициентов теплопроводности разных материалов

На основе таблицы с коэффициентами теплопроводности строительных материалов и популярных утеплителей можно сделать сравнительный анализ. Он обеспечит подбор оптимального варианта теплоизоляции для строения.

Материал	Теплопроводность, Вт/м*К	Толщина, мм	Плотность, кг/м³	Температура укладки, °C	Паропроницаемость, мг/м²чПа
Пенополиуретан	0,025	30	40-60	От -100 до +150	0,04-0,05
Экструдированный пенополистирол	0,03	36	40-50	От -50 до +75	0,015
Пенопласт	0,05	60	40-125	От -50 до +75	0,23
Минвата (плиты)	0,047	56	35-150	От -60 до +180	0,53
Стекловолокно (плиты)	0,056	67	15-100	От +60 до +480	0,053
Базальтовая вата (плиты)	0,037	80	30-190	От -190 до +700	0,3
Железобетон	2,04	2500	0,03
Пустотелый кирпич	0,058	50	1400	0,16
Деревянные брусья с поперечным срезом	0,18	15	40-50	0,06

Для параметров толщины применялся усредненный показатель.

Иные критерии подбора утеплителей

Теплоизоляционное покрытие обеспечивает снижение теплопотерь на 30-40 %, повышает прочность несущих конструкций из кирпича и металла, сокращает уровень шума и не забирает полезную площадь постройки. При выборе утеплителя помимо теплопроводности нужно учитывать другие критерии.

Объемный вес

Вес и плотность минваты влияет на качество утепления

Данная характеристика связана с теплопроводностью и зависит от типа материала:

Минераловатные продукты отличаются плотностью 30-200 кг/м3, поэтому подходят для всех поверхностей строения.
Вспененный полиэтилен имеет толщину 8-10 мм. Плотность без фольгирования равняется 25 кг/м3 с отражающей основой – около 55 кг/м3.
Пенопласт отличается удельным весом от 80 до 160 кг/м3, а экструдированный пенополистирол – от 28 до 35 кг/м3. Последний материал является одним из самых легких.
Полужидкий напыляемый пеноизол при плотности 10 кг/м3 требует предварительного оштукатуривания поверхности.
Пеностекло имеет плотность, связанную со структурой. Вспененный вариант характеризуется объемным весом от 200 до 400 кг/м3. Теплоизолят из ячеистого стекла – от 100 до 200 м3, что делает возможным применение на фасадных поверхностях.

Чем меньше объемный вес, тем меньше затрачивается материала.

Способность держать форму

Плиты и пенополиуретан имеют одинаковую степень жесткости, хорошо выдерживают форму

Производители не указывают формостабильность на упаковке, но можно ориентироваться на коэффициенты Пуассона и трения, сопротивления изгибам и сжатиям. По стабильности формы судят о сминаемости или изменении параметров теплоизоляционного слоя. В случае деформации существуют риски утечки тепла на 40 % через щели и мосты холода.

Формостабильность стройматериалов зависит от типа утеплителя:

Вата (минеральная, базальтовая, эко) при укладке между стропилами расправляется. За счет жестких волокон исключается деформация.
Пенные виды держат форму на уровне жесткой каменной ваты.

Способность изделия держать форму также определяется по характеристикам упругости.

Паропроницаемость

Определяет «дышащие» свойства материала – способность к пропусканию воздуха и пара. Показатель важен для контроля микроклимата в помещении – в законсервированных комнатах образуется больше плесени и грибка. В условиях постоянной влажности конструкция может разрушаться.

По степени паропроницаемости выделяют два типа утеплителей:

Пены – изделия, для производства которых применяется технология вспенивания. Продукция вообще не пропускает конденсат.
Ваты – теплоизоляция на основе минерального или органического волокна. Материалы могут пропускать конденсат.

При монтаже паропроницаемых ват дополнительно укладывают пленочную пароизоляцию.

Горючесть

Показатель, на который ориентируются при строительстве наземных частей жилых зданий. Классификация токсичности и горючести указана в ст. 13 ФЗ № 123. В техническом регламенте выделены группы:

НГ – негорючие: каменная и базальтовая вата.
Г – возгораемые. Материалы категории Г1 (пенополиуретан) отличаются слабой возгораемостью, категории Г4 (пенополистирол, в т.ч. экструдированный) – сильногорючие.
В – воспламеняемые: плиты из ДСП, рубероид.
Д – дымообразующие (ПВХ).
Т – токсичные (минимальный уровень – у бумаги).

Оптимальный вариант для частного строительства – самозатухающие материалы.

Звукоизоляция

Характеристика, связанная с паропроницаемостью и плотностью. Ваты исключают проникновение посторонних шумов в помещении, через пены проникает больше шума.

У плотных материалов лучше шумоизоляционные свойства, но укладка осложняется толщиной и весом. Оптимальным вариантом для самостоятельных теплоизоляционных работ будет каменная вата с высоким звукопоглощением. Аналогичные показатели – у легкой стекловаты или базальтового утеплителя со скрученными длинными тонкими волокнами.

Нормальный показатель звукоизоляции – плотность от 50 кг/м3.

Практическое применение коэффициента теплопроводности

Коэффициент теплопроводности необходим для вычисления объема утеплителя в климатическом поясе

После теоретического сравнения материалов нужно учитывать их разделение на группы теплоизоляционных и конструкционных. У конструкционного сырья – самые высокие индексы теплопередачи, поэтому оно подходит для возведения перекрытий, ограждений или стен.

Без использования сырья со свойствами утеплителей понадобится укладывать толстый слой теплоизоляции. Обратившись к таблице теплопроводности, можно определить, что низкий теплообмен конструкций из железобетона будет только при их толщине 6 м. Готовый дом будет громоздким, может просесть под почву, а затраты на строительство не окупятся и через 50 лет.

Достаточная толщина теплоизоляционного слоя – 50 см.

Применение теплоизоляционных материалов обеспечивает сокращение затрат на строительные мероприятия и снижает переплаты за энергию зимой. При покупке утеплителя нужно учитывать параметры теплопроводности, основные характеристики, стоимость и удобство самостоятельного монтажа.

Процесс передачи энергии от более нагретой части тела к менее нагретой называется теплопроводностью. Числовое значение такого процесса отражает коэффициент теплопроводности материала. Это понятие является очень важным при строительстве и ремонте зданий. Правильно подобранные материалы позволяют создать в помещении благоприятный микроклимат и сэкономить на отоплении существенную сумму.

Понятие теплопроводности

Теплопроводность – процесс обмена тепловой энергией, который происходит за счет столкновения мельчайших частиц тела. Причем этот процесс не прекратится, пока не наступит момент равновесия температур. На это уходит определенный промежуток времени. Чем больше времени затрачивается на тепловой обмен, тем ниже показатель теплопроводности.

Данный показатель выражают как коэффициент теплопроводности материалов. Таблица содержит уже измеренные значения для большинства материалов. Расчет производится по количеству тепловой энергии, прошедшей сквозь заданную площадь поверхности материала. Чем больше вычисленное значение, тем быстрее объект отдаст все свое тепло.

Факторы, влияющие на теплопроводность

Коэффициент теплопроводности материала зависит от нескольких факторов:

Плотность материала. При повышении данного показателя взаимодействие частиц материала становится прочнее. Соответственно, они будут передавать температуру быстрее. А это значит, что с повышением плотности материала улучшается передача тепла.

Пористость вещества. Пористые материалы являются неоднородными по своей структуре. Внутри них находится большое количество воздуха. А это значит, что молекулам и другим частицами будет сложно перемещать тепловую энергию. Соответственно, коэффициент теплопроводности повышается.

Влажность также оказывает влияние на теплопроводность. Мокрые поверхности материала пропускают большее количество тепла. В некоторых таблицах даже указывается расчетный коэффициент теплопроводности материала в трех состояниях: сухом, среднем (обычном) и влажном.

Выбирая материал для утепления помещений, важно учитывать также условия, в которых он будет эксплуатироваться.

Понятие теплопроводности на практике

Теплопроводность учитывается на этапе проектирования здания. При этом берется во внимание способность материалов удерживать тепло. Благодаря их правильному подбору жильцам внутри помещения всегда будет комфортно. Во время эксплуатации будут существенно экономиться денежные средства на отопление.

Утепление на стадии проектирования является оптимальным, но не единственным решением. Не составляет трудности утеплить уже готовое здание путем проведения внутренних или наружных работ. Толщина слоя изоляции будет зависеть от выбранных материалов. Отдельные из них (к примеру, дерево, пенобетон) могут в некоторых случаях использоваться без дополнительного слоя термоизоляции. Главное, чтобы их толщина превышала 50 сантиметров.

Особенное внимание следует уделить утеплению кровли, оконных и дверных проемов, пола. Сквозь эти элементы уходит больше всего тепла. Зрительно это можно увидеть на фотографии в начале статьи.

Конструкционные материалы и их показатели

Для строительства зданий используют материалы с низким коэффициентом теплопроводности. Наиболее популярными являются:

Бетон. Его теплопроводность находится в пределах 1,29-1,52Вт/м*К. Точное значение зависит от консистенции раствора. На этот показатель также влияет плотность исходного материала, которая составляет 500-2500 кг/м³. Используют данный материал в виде раствора для фундаментов, в виде блоков – для возведения стен и фундамента.

Железобетон, значение теплопроводности которого составляет 1,68Вт/м*К. Плотность материала достигает 2400-2500 кг/м³.

Древесина, издревле использующаяся как строительный материал. Ее плотность и теплопроводность в зависимости от породы составляют 150-2100 кг/м³ и 0,2-0,23Вт/м*К соответственно.

Еще один популярный строительный материал – кирпич. В зависимости от состава он обладает следующими показателями:

саманный (изготовленный из глины): 0,1-0,4 Вт/м*К;

керамический (изготовленный методом обжига): 0,35-0,81 Вт/м*К;

силикатный (из песка с добавлением извести): 0,82-0,88 Вт/м*К.

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Коэффициент теплопроводности материала позволяет использовать последний для постройки гаражей, сараев, летних домиков, бань и других сооружений. В данную группу можно отнести:

Пенобетон. Производится с добавлением пенообразующих веществ, за счет которых характеризуется пористой структурой с плотностью 500-1000 кг/м³. При этом способность передавать тепло определяется значением 0,1-0,37Вт/м*К.

Керамзитобетон, показатели которого зависят от его вида. Полнотелые блоки не имеют пустот и отверстий. С пустотами внутри изготавливают пустотелые блоки, которые менее прочные, нежели первый вариант. Во втором случае теплопроводность будет ниже. Если рассматривать общие цифры, то плотность керамзитобетона составляет 500-1800кг/м3. Его показатель находится в интервале 0,14-0,65Вт/м*К.

Газобетон, внутри которого образуются поры размером 1-3 миллиметра. Такая структура определяет плотность материала (300-800кг/м³). За счет этого коэффициент достигает 0,1-0,3 Вт/м*К.

Показатели теплоизоляционных материалов

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, наиболее популярных в наше время:

пенопласт, который обладает плотностью 15-50кг/м³, при теплопроводности – 0,031-0,033Вт/м*К;

пенополистирол, плотность которого такая же, как и у предыдущего материала. Но при этом коэффициент передачи тепла находится на уровне 0,029-0,036Вт/м*К;

стекловата. Характеризуется коэффициентом, равным 0,038-0,045Вт/м*К;

каменная вата с показателем 0,035-0,042Вт/м*К.

Таблица показателей

Для удобства работы коэффициент теплопроводности материала принято заносить в таблицу. В ней кроме самого коэффициента могут быть отражены такие показатели как степень влажности, плотность и другие. Материалы с высоким коэффициент теплопроводности сочетаются в таблице с показателями низкой теплопроводности. Образец данной таблицы приведен ниже:

Использование коэффициента теплопроводности материала позволит возвести желаемую постройку. Главное: выбрать продукт, отвечающий всем необходимым требованиями. Тогда здание получится комфортным для проживания; в нем будет сохраняться благоприятный микроклимат.

Правильно подобранный изоляционный материал снизит потери тепла, по причине чего больше не нужно будет «отапливать улицу». Благодаря этому финансовые затраты на отопление существенно снизятся. Такая экономия позволит в скором времени вернуть все деньги, которые будут затрачены на приобретение теплоизолятора.

Выбирая утеплитель, мы обращаем внимание на 2 главные характеристики – это теплопроводность и плотность. У большинства из нас на подсознательном уровне формируется мнение, что чем плотнее материал, тем он надежней и теплее. На самом деле это не так, теплопроводность утеплителя зависит от плотности не пропорционально и для каждого материала есть своя «оптимальная зона». Для наглядного примера возьмем продукты одного из самых успешных производителей минеральной ваты РОКВУЛ.

График зависимости теплопроводности от плотности утеплителя ROCKWOOL

Как мы видим, минимальная теплопроводность базальтовой ваты компании ROCKWOOL, так называемая «оптимальная зона», достигается для утеплителя плотностью в районе 50 — 100 кг/м³. Почему зависимость носит такой характер? Давайте разберемся более подробно в этом вопросе.

В любом утеплителе в качестве главного теплоизолятора служит воздух. Изолированный от окружающей среды, он обладает очень низкой теплопроводностью λ= 0,022 Вт/(м·K). Выходит, что чем больше воздуха в утеплителе, тем меньше тепла будет уходить из дома, соответственно и плотность будет намного меньше. В реальности, этот воздух необходимо еще качественно изолировать, чтобы он был максимально неподвижен.

Также важно, чтобы утеплитель мог нести какие-то нагрузки, как минимум не слеживаться со временем, чтобы сохранять первоначальный объём. Именно поэтому у каждого вида теплоизоляции есть минимальная и максимальная плотность, где учитываются нагрузки и оптимальная теплопроводность.

Для каждого вида утепления есть свои требования, выбирать более плотный материал стоит в том случае, если на него предвидятся нагрузки – это утепление плоских крыш, или утепление фасада под штукатурку, тут уже в первую очередь необходимо отталкиваться от прочностных характеристик.

К примеру, для утепления пола на бетонной стяжке, производитель ROCKWWOL рекомендует линейку STEPROCK HD, плотностью 140 кг/м³ и теплопроводностью λ=0,039 Вт/(м·K). Если попробовать сделать плиты легче, то вата может не выдержать такую нагрузку, а если сделать тяжелее, то теплопроводность незначительно ухудшиться, и цена утеплителя увеличиться.

Важно! помните, покупая утеплитель, Вы покупаете материал для сохранения тепла, самая главная характеристика в утеплителе – теплопроводность. Перед покупкой ознакомьтесь с сертификатами испытаний и обратите внимание – коэффициент теплопроводности должен быть в условиях эксплуатации, ведь в реальной жизни небольшое количество влаги всегда будет присутствовать.

Вывод: задача любого производителя найти баланс между частью воздуха и качеством изоляции этого воздуха. Это касается и стекловаты, и пенопласта, и пенополиуретана, только у каждого из этих утеплителей будут свои значения плотности для оптимальной теплопроводности.

Используемые источники:

https://balkon4life.ru/uteplenie/materialy/sravnenie-uteplitelej-tablica-teploprovodnosti/.html
https://strojdvor. ru/otoplenie/sravnenie-teploprovodnosti-razlichnyx-uteplitelej/
https://fb.ru/article/305875/koeffitsient-teploprovodnosti-materiala-teploprovodnost-stroitelnyih-materialov-tablitsa
https://xn--e1aecbmcsce2a6c6fc.com.ua/blog-post/зависит-ли-теплопроводность-утеплит/

Коэффициент теплопроводности минеральной ваты свойства и особенности

Разновидность и показатели пенопласта

Строительный рынок предлагает большой выбор утеплительного материала. Пенопласт имеет низкую теплопроводность. Но этот показатель может меняться, в зависимости от разновидности полистирола. Если сравнивать с другими утеплителями, можно сделать определенные выводы. Например, лист пенопласта плотностью 50-60 мм можно заменить большим объемом минеральной ваты. Материал плотностью 100 мм можно заменить вспененным полистиролом с показателями 123 мм. Характеристики этих видов утеплителей немного схожи. Поэтому и разбежность небольшая. Показатели пенопласта превышают и характеристики базальтовой ваты.

Краткая характеристика материала

Утеплитель для стен, потолка и пола под общим названием минеральная вата – это несколько разных видов – каменная, базальтовая, стекловата. Все они имеют общие положительные характеристики, среди которых:

Натуральность. Независимо от типа, такой утеплитель изготавливается из экологически чистых материалов.
Низкий коэффициент теплопроводности.
Возможность эксплуатации в разных температурных диапазонах.
Пожаробезопасность – утеплитель не горит, а тлеет.
Звукоизоляционные свойства.

Важно! Модификации размеров каменной ваты бывают рулоны, плиты, цилиндры. Они разные по плотности, метражу и жесткости.

Общее описание

Пенопласт представляет собой плиты различной толщины, состоящие из вспененного материала – полимера. Теплопроводность пенопласта обеспечивается воздухом, из которого он состоит на 95-98%, т.е. газа, который не пропускает тепло.

Так как пенопласт в своей основе состоит из воздуха, то он имеет крайне низкую плотность, и, соответственно, малый удельный вес. Также пенопласт обладает очень хорошей звукоизоляцией (тонкие перегородки ячеек, заполненные воздухом – очень плохой проводник звуков).

В зависимости от исходного сырья (полимера) и процессов изготовления, можно производить пенопласт разной плотности, устойчивости к воздействию механических факторов, устойчивости к иным видам воздействия. В связи с вышеперечисленным, обусловливается выбор определенного вида пенопласта и его применение.

Выбор материала и технологии

Способ теплоизоляции кровли напрямую зависит от характера самого здания и специфики его эксплуатации

Для жилых помещений, например частного дома, важно сохранить не только тепло, но и естественную вентиляцию, а также выбрать наиболее безопасные для здоровья материалы

В случае хозяйственных построек возможно использование более эффективных по теплопроводности утеплителей со слабой проницаемостью. От назначения строения зависят толщина и размеры выбранного материала, способы утепления крыши, а также общая стоимость работ, ведь материалы с естественной вентиляцией требуют дополнительной защиты в виде так называемого пирога с пароизоляцией.

Основные характеристики теплоизоляторов

К основным свойствам утеплителей, по которым ведется их оценка и выбор, относят:

теплопроводность;
стойкость к воздействию влаги и перепадам температур;
экологичность и безопасность для здоровья человека;
способность к поглощению звуков;
длительность сохранения первоначальной формы и общий срок службы.

Расчет материала

В зависимости от вида помещения и выбранного материала назначается его толщина. Необходимо выбрать оптимальный размер слоя, ведь слишком тонкая изоляция будет бесполезной и не удержит тепло в помещении.

В то же время в хозяйственных помещениях избыточный слой утеплителя просто не нужен, да и приводит к значительному удорожанию теплоизоляции. В этом случае лучше всего воспользоваться многочисленными калькуляторами для расчета требуемой толщины утеплителя в зависимости от его вида.

Особенности минеральной ваты Технониколь

Если вы решили выбрать продукцию «Технониколь», коэффициент теплопроводности минеральной ваты от этого производителя вас тоже должен заинтересовать. Он равен пределу от 0,038 до 0,042 Вт/м*К. Материал представляет собой гидрофобизированные негорючие плиты, которые предназначены для звуко- и теплоизоляции. Создается материал на базе горных пород, которые относятся к базальтовой группе.

Плиты используются в промышленном и гражданском строительстве, системах наружного утепления стен, где сверху материал защищается декоративным покрытием из тонкослойной штукатурки. Материал не является горючим, его паропроницаемость составляет 0,3 Мг/(м·ч·Па). Водопоглощение равно 1% по объему. Плотность материала может быть равна пределу от 125 до 137 кг/м 3 .

Коэффициент теплопроводности минеральной ваты — это не единственное свойства, о котором следует знать

Важно поинтересоваться еще и другими параметрами, например, длиной, шириной и толщиной. Первые два равны 1200 и 600 мм соответственно

Что касается длины, то с шагом в 10 мм она может изменяться от 40 до 150 мм.

В каких случаях учитываются размеры минеральной ваты?

При устройстве теплоизоляционной системы с созданием каркаса — предварительно уточненные размеры минераловатных плит, которые оптимально подходят для теплозащиты в данном регионе, позволяют заранее провести подготовительные работы, что дает возможность сократить время на создание теплозащиты. Это могут быть работы:

по утеплению полов, так как плиты утеплителя следует плотно укладывать между лагами;
при утеплении чердачного помещения, поскольку размеры минваты влияют на размер ячеек либо шаг лагов, между которыми плотно укладывается утеплитель.

При наружных работах – также может предварительно создаваться каркас, куда затем аккуратно вкладываются плиты теплоизоляционного материала между профилями либо деревянными рейками.

Слов нет, высокие эксплуатационные характеристики плит из минерального сырья, их упругость и соответствующая плотность, позволяют, при необходимости, отрезать кусок, чтобы аккуратно его уложить в нужное место. Но не заниматься же этим в процессе всего монтажа. Да и лишние стыки – никому не нужны.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность

Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Сфера использования

Применяются плиты минеральной ваты для утепления:

полов;
вентилируемых фасадов;
фасадов под штукатурку;
кровель;
стен изнутри и перегородок;
перекрытий;
трубопроводов;
печей и дымоходов;
котлов;
производственного оборудования и т. д.

Минеральная вата – утеплитель очень эффективный и надежный. Сочетание прекрасных эксплуатационных характеристик с невысокой стоимостью делает ее необыкновенно популярной как у индивидуальных застройщиков, так и в крупных промышленных компаниях.

Коэффициент теплопроводности разных видов минеральной ваты. Что стоит учесть

Показатель, так называемый коэффициент теплопроводности минеральной ваты, характеризует способность этого материала к удерживанию тепловой энергии. Его измеряют в Вт/(м°C) и используют для расчета толщины теплоизоляционного слоя при внутренней и наружной отделке. Чем выше этот коэффициент, тем лучше сохраняется тепло в защищённом с помощью данного материала помещении. Минвата имеет один из лучших показателей, сравнимый с пенопластом и пеноизолом.

Типы минераловатных плит

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

стеклянную (стекловату),
каменную (базальтовую) минвату,
шлаковую.

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

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

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

Таблица характеристик

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

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

Как назначение минваты влияет на ее размеры

Утеплитель необходим любому зданию для того, чтобы:

снизить потери тепла зимой;
предохранить от перегрева летом;
сохранить элементы несущей конструкции здания от воздействий негативных факторов окружающей среды;
увеличить срок эксплуатации сооружения.

Эти задачи вполне под силу неорганическим утеплителям. Из солидного перечня материалов подобного рода особым спросом пользуется минеральная вата. Минеральная вата давно и успешно применяется в строительстве.

Статья по теме: Технология возведения подпорных стен

Отдавая предпочтение этому виду утеплителя, потребитель получает следующие преимущества:

показатель теплопроводности 0,035 Вт/мк, один из лучших;
качественные диэлектрические свойства;
высокие показатели паронепроницаемости;
лучшие параметры огнестойкости;
малую гигроскопичность;
высокую устойчивость к агрессивным средам.

Данный материал может быть использован для утепления стен, как внутри, так и снаружи. Его используют для крыш, чердачных и подвальных помещений, внутренних перегородок. Его размеры имеют те же стандарты, что и расстояния между направляющими, где минвата укладывается. Если в строительстве возникают нарушения стандартов, появляется и необходимость корректирования размеров утеплителя.

Коэффициенты теплопроводности

Все прочные компоненты поэтапно подвергаются разогреву, а после охлаждению, с соблюдением интервалов, температурного режима внутренней структуры и поверхности материала. Теплоизоляционные качества минваты демонстрируются коэффициентом теплопроводности. Наименьшее его значение обеспечивает максимальное сохранение теплопроводности. Зачастую значения коэффициента предварительно указывается изготовителем. Значение коэффициента определяется в лабораторных условиях.

Показатели тепловодности варьируются около 0,032 Вт/(м*К). Последний показатель встречается только в высококачественных утеплителях.

Виды минеральной ваты

1. Каменная.

2. Шлаковая.

3. Керамическая.

4. Стеклянная.

Все виды имеют хорошую огнеустойчивость. Наибольшей популярностью пользуются стеклянная и минеральная вата. В основе каменной минваты содержаться породы базальтовых групп с примесью металлургических веществ. Структура стеклянной ваты наполнена стекловолокном, с применением кварцевого песка и веществ старого стекла.

В качестве связующих компонентов в 2 случаях применяется фенолформальдегидная смола. По данным исследованиям, это вещество способно нанести вред здоровью человека. Но в сравнении с популярным материалом ДСП, имеющий в своём составе те же смолы, его количество меньше в 20 раз.

Минвата в рулонах: виды и размеры

На современном рынке представлено большое разнообразие всевозможных инновационных теплоизоляционных материалов. Это и жидкокермаический теплоизолятор, и пенополиуретан, и кремнеземные маты. Однако минеральная вата до сих пор остается самой популярной из них.

Минеральная вата отличается низким коэффициентом теплопроводности, широким температурным диапазоном, высокой пожаробезопасностью и абсолютной экологичностью.

Рулоны из минеральной ваты обычно используют для изоляции горизонтальных поверхностей. Такая укладка предполагает аккуратного обращения и избегания слишком больших нагрузок на поверхность. С помощью рулонов изолируют перекрытия между этажами, полы, мансарды, кровли, имеющие небольшой уклон. С их помощью также утепляют трубы, каминные покрытия и домашние печи.

Размеры рулонов (ширина, толщина, длина в мм):

Ursa M-11 – 1150 на 53 на 9000;
Isover Классик – 1220 на 50 на 8200;
Isover Сауна – 1200 на 50 на 8200;
Тепло Knauf Дача – 1220 на 50 на 7380.

Объемную минеральную вату неудобно сворачивать, поэтому обычно ее толщина не превышает 50 мм. Минеральная вата в рулонах может быть использована для утепления помещений с большой площадью, в которых поверхность подвергают существенной нагрузке. Для укладки рулонов обычно используют лаги, стропила и другие строительные элементы.

Экстрол или пеноплекс

Экстрол – пенополистирольный продукт, полученный методом экструзии. Физические показатели плотности, теплопроводности, паропроницаемости и др., приблизительно такие же, как и у пеноплекса.

Продукция этой торговой марки выпускается не только в виде плит, но и в форме специальных блоков, цилиндрических и полуцилиндрических сегментов, что очень удобно при производстве теплоизоляции трубопроводов. Не существует однозначного ответа на вопрос о том, какой материал лучше. Пеноплекс имеет более широкую известность, при этом продукция экстрола не уступает ему по физическим параметрам. Отдача приоритета в этом случает должна быть обоснована местной ценой и сортаментом продукции.

Важно! Стойкость к воздействию агрессивных сред. Устойчивость полистирольных производных к воздействию химических веществ уступает стойкости минеральной ваты.

Пеноплекс, техноплекс и другие аналогичные материалы распадаются при воздействии: •растворителей, ацетона; •бензина, керосина и других продуктов из нефтепереработки; •красок на масляной основе; •формальдегида и его веществ его содержащих; •угольных смол.

Это нужно учитывать при обращении с материалом и проектировании утепления.

Аспекты, которые нужно учитывать во время выбора утеплителя:

— толщина слоя будет разной, то есть чем ниже теплопроводность, тем более тонкий слой утеплителя требуется; — указанные физические параметры для полистирольных производных верны для материалов, плотность которых 35 кг/м3, для изоляторов с другой плотностью, например 30, 45 кг/м3, значения физических показателей будут другими.

Во время выполнение монтажных работ требуется определить будущее расположение утеплителей. Правильным считается наружное утепление, так как точка росы будет находиться в наружных слоях основной стены. Если утеплитель кладется изнутри и изменить это технически невозможно, то нужно учитывать возможное появление влаги между плитой изолятора и стеной строения. Чтобы этого избежать, нужно провести расчет вентиляции и создать контроль влажности воздуха в помещении.

Пеноплекс может быть заменен аналогичными материалами из полистирола. Итоговый результат утепления, как правило, намного больше зависит от качества выполненных работ, подразумевающих отсутствие щелей, протечек и выполненного фасадного покрытия.

Технические характеристики пеноплекса
Клей для пеноплекса и чем клеить?
Штукатурка по пеноплексу
Как и чем крепить пеноплекс к стене?
Утепление балкона своими руками

Понятие теплопроводности материалов

Любые тела, газообразные, жидкие среды при контакте друг с другом стремятся выровнять температуру молекул, из которых состоят. Обмен частиц различных материалов энергией и называется теплопроводностью.

Например:

в зимнее время холодный уличный воздух стремится выровнять температуру внутри помещений;
для чего забирает тепловую энергию у стен зданий;
которая передается им нагретым от регистров отопительных приборов воздухом.

Положительный коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола означает передачу энергии лишь в сторону увеличения температуры. Вещества с отрицательным коэффициентом ТП понижают температуру окружающей среды (инертные газы, использующиеся в климатическом оборудовании).

В строительстве применяются материалы, способные предотвратить теплопотери, защитить жилище от холода. Поэтому, тепловой барьер должен быть непрерывным, чтобы отсутствовали мостики холода, сводящие на нет усилия по теплоизоляции здания.

Рис.2 Сравнение теплопроводности конструкционных, теплоизоляционных материалов

Марки пенопласта

Если Вас заинтересовал вопрос, какой лучше всего марки приобрести пенопласт, и какая у него теплопроводность, то мы ответим вам на него. Ниже приведены самые популярные марки продукции, а также отображены величины плотности и коэффициент теплопроводности пенопласта.

ПCБ-C15. С теплопроводностью 0,042 Вт/мK, а плотность равна 11-15 кг/м3
ПCБ-C25. С теплопроводностью 0,039 Вт/мK, а плотность равна 15-25 кг/м3
ПCБ-С35. С теплопроводностью 0,037 Вт/мK, а плотность равна 25-35кг/м3

Завершает наш список пенопласт ПCБ-C5, теплопроводность которого составляет 0,04 Вт/мК, а плотность равна 35-50 кг/м3. Проведя анализ плотности и теплопроводности можно с уверенностью сказать, что плотность существенно не влияет на основное качество пенопласта, тепло-сбережение.

Таблица показателей

Правильно подобранный снизит по причине чего больше не нужно будет «отапливать улицу». Благодаря этому финансовые затраты на отопление существенно снизятся. Такая экономия позволит в скором времени вернуть все деньги, которые будут затрачены на приобретение теплоизолятора.

Базальтовая вата для потолка является экологичным и экономичным материалом. Она изготавливается из природного сырья. Минералы базальтовой группы подвергаются высокотемпературной (более 1000 °С) обработке. В результате получаются тончайшие (1-7 мкм) волокна, которые образуют хаотичную структуру. Для их скрепления используются специальные полимерные смолы.

Хаотичная структура обуславливает наличие большого числа каналов, заполненных воздухом. Это объясняет хорошие тепло- и звукоизоляционные показатели материала. Теплопроводность базальтовой ваты разных производителей находится на уровне 0,035-0,042 Вт/м·К. При этом она способна задерживать 80-100 % сторонних звуков.

Решение купить базальтовую вату для потолка также объясняется другими его положительными характеристиками:

негорючестью – материал не поддерживает горение и не может быть источником огня;
биологической инертностью – во время эксплуатации он не станет средой обитания бактерий или микроорганизмов;
химической стойкостью;
стабильностью форм и размеров – со временем материал не дает усадку, не меняет свою геометрию;
простотой монтажа;
долговечностью – минимальный заявляемый производителями срок эксплуатации базальтового утеплителя составляет 40-50 лет.

Для многих потребителей важным положительным фактором является привлекательная цена на базальтовую вату для потолка.

Какой материал выбрать

Реализуется базальтовая вата для утепления потолков в виде матов (плит) или рулонного материала плотностью 30-80 кг/м³. По утверждению пользователей первые более удобны при монтаже. При определении требуемой толщины утеплителя следует учитывать климатическую зону, где расположен дом, вид материала основания и конструкционные особенности. В большинстве регионов России достаточным будет слой базальтовой ваты в 10-15 см. Для обеспечения звукоизоляции квартиры потребуется материал толщиной в 3-5 см.

Особенности монтажа

Чтобы базальтовая вата для потолка обеспечивала надежную тепло- и звукоизоляцию, важно правильно провести монтаж. На начальном этапе производится устранение трещин и других значительных повреждений и обустройство обрешетки

Последняя может быть из металлических профилей или дерева. При использовании древесины следует провести ее обработку противогрибковым средством. Шаг обрешетки зависит от ширины используемого утеплителя.

Каждый хочет жить в комфорте и покое. Если такой целью задаются владельцы частных домов, то они стараются оградить жилище от постороннего шума и холода с помощью специальных материалов. Если вы ищете защиту от зимних холодов и летней жары, то можно использовать теплоизоляцию на основе минеральной ваты. Этот материал представлен к продаже в нескольких разновидностях, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы, поэтому перед совершением покупки необходимо их изучить.

Области применения

Во время производства минваты задействуются доменные шлаки, стекло, горные породы, имеющие вулканическое происхождение. Из подготовленного расплава, обрабатываемого в специальных центрифугах, изготавливаются волокна, которые далее перемешиваются со связующими компонентами на синтетической основе. Полученная таким способом масса формируется в удобные для применения плиты, отличающиеся по таким параметрам, как жесткость, плотность, общие размеры.

Минералватными плитами зачастую утепляют потолки, перекрытия, стены, кровлю.

Полученный материал на основе минеральных волокон подходит для обеспечения надежной шумо- и теплоизоляции:

панелей трехслойного типа, кровельных сооружений;
перекрытий;
потолков;
крыш скатного или плоского типа;
напольных покрытий;
перегородок;
несущих прочных стен;
трехслойных специальных стен, выстроенных из блоков, внутрь которых помещается минвата.

Удобство минеральной ваты обуславливает ее широкое применение при отделке фасадов. Материал включается в состав вентилируемых навесных конструкций и укладывается под штукатурку.

Сравнение способности к теплопроводности минеральной ваты Isover

Перед приобретением того или иного материала необходимо ознакомиться с параметрами теплопроводности минеральной ваты. Сравнение можно проводить, взяв за основу теплоизоляцию под брендом Isover. Если она представлена рулоном и имеет маркировку «Классик», то коэффициент теплопроводности будет равен пределу 0,033-0,037 Вт/м*К. Используется данный утеплитель для конструкций, где слой будет подвергаться нагрузкам.

Приобретая минеральную вату «Каркас-П32», вы будете использовать в работе плиты с коэффициентом теплопроводности в пределах 0,032- 0,037 Вт/м*К. Эта вата применяется для теплоизоляции каркасных конструкций. Маты «Каркас-М37» обладают коэффициентом теплопроводности, который равен 0,043 Вт/м*К максимум. Этот материал тоже применяется для каркасных конструкций, как и «Каркас-М40-АЛ» с коэффициентом теплопроводности, который равен 0,046 Вт/м*К и не более.

Все вышеперечисленные утеплители обладают незначительным коэффициентом теплопроводности, что обеспечивает превосходную звуко- и теплозащиту. Большую роль в этом вопросе играет структура волокна. Для изоляции каркасных стен используется минеральная вата «Каркас-П32», которая обладает коэффициентом теплопроводности в пределах 0,032 Вт/м*К, что является наиболее низким показателем.

Самые популярные марки

Чаще всего в России для утепления конструктивных элементов зданий используется минеральная вата марки «Технониколь». Этот производитель выпускает очень качественный материал, соответствующий всем стандартам ГОСТа. Помимо всего прочего, его несомненным преимуществом считается невысокая стоимость.

Не менее популярны минераловатные плиты Rockwool. Изделия этого производителя могут использоваться для утепления абсолютно любых конструктивных элементов и энергетического оборудования. Базальтовая вата этой марки выпускается самых разных размеров и плотности.

Смотреть галерею

Вред для здоровья

Многие эксперты убеждены в негативном влиянии минеральной ваты для здоровья. Для изготовления минваты производители применяют фенольные смолы, так как это обеспечивает ей хорошую влагостойкость.

Но по заявлениям врачей, частички фенольных смол способны выделять вредные вещества формальдегид и фенол. Врачи считают, что волокна пыли задерживаются в лёгких человека становясь причиной различных заболеваний.

Наибольшую опасность причиняют частицы от 3–5 микрон. Входящие в её состав связующие вещества вызывают у людей серьёзные заболевания связанные с органами дыхания, кожи и глаз.

Но несмотря на это большинство производителей не перестают настаивать на безопасности теплоизоляционного вещества. Строительные компании также отдают предпочтению каменной вате, и продолжают её использовать для возведения новых построек.

Многие зарубежные и российские компании отказываются от использования минваты на строительных объектах. Происходит это из-за широкого распространения и небольшой стоимости, а также из-за вреда, которая она оказывает на здоровье человека.

Характеристики материала создают благоприятную среду для грызунов, грибка, гнилостных бактерий и плесени. Длительное проживание в подобных условиях смогут развить удушье, аллергические заболевания и кашель.

Минеральная вата имеет довольно разноплановые характеристики, и уже много раз она подвергалась различным испытаниям. Благодаря результатам исследования, производителям удалось доказать ценность минеральной ваты в строительной индустрии.

Несмотря на недостатки, утеплитель обладает хорошей теплоизоляцией, пожаробезопасный и имеет хорошие акустические качества. Он часто применяется для утепления фасадов зданий, стен, крыш, а также чердаков и межкомнатных перегородок.

Негорючие вещества позволяют использовать его в виде пожаробезопасной изоляции, так как материалы из минваты, достаточно эффективно препятствуют распространение пожара и не могут выделять вредных токсичных веществ находясь в огне. Минвата состоит из волокон, по своей природе отталкивающие воду. Специальные добавки значительно увеличивают её качество, именно благодаря характеристикам ей удалось стать всемирно популярной.

Видео о производстве минеральной ваты:

Технология утепления стен минеральной ватой
Что лучше: пенопласт или минвата?
Минеральные ваты Роквул, Урса, Кнауф и Технониколь: сравнение и характеристики

Различия минваты

Как мы уже говорили, существует три вида минераловатных утеплителей. Каждый из них производится из разного сырья и обладает своими свойствами.

Стекловата

Материал, состоящий из расплавленного стеклянного боя, доломита, песка, соды или известняка.

Преимущества:

Воздухопроницаемость.
Пожароустойчивость.
Упругость, стойкость к вибрациям.
Выдерживает низкие температуры.
Более низкая, чем у других минват, стоимость.

Минусы:

Небольшой срок годности — 5-10 лет.
Усадка 80%.
Сильно впитывает влагу.
При попадании на кожу вызывает зуд или даже аллергическую реакцию.

Что касается сферы применения, обычно это — минеральная вата для утепления стен внутри дома.

Шлаковата

Производится из металлургических отходов. Уступает по характеристикам другим разновидностям утеплителей.

Не обеспечивает должной шумоизоляции.
Не выдерживает сильное нагревание. Не горит, но спекается и теряет свои теплоизоляционные качества.
Не переносит температурные перепады.
Также требуется защитная одежда и респиратор для монтажа.
Нельзя утеплять сырые помещения с металлическими креплениями, так как под воздействием влажного воздуха, шлаки будут способствовать коррозии.
Высокая гигроскопичность.

Статья по теме: Утеплитель для стен внутри бани

Плюс — такая прослойка в стене не привлекает грызунов и насекомых. Чаще всего используется на сухих поверхностях временных построек или нежилых зданий.

Каменная

Самый дорогостоящий материал. Именно его обычно выбирают для наружных работ в частных, в том числе каркасных деревянных домах. В производстве используются горные породы. Благодаря этому конечный продукт обладает массой достоинств:

Высокая плотность, а значит и прочность.
Пожароустойчивость. Не воспламеняется ни при какой температуре.
Минимальная усадка (5%).
Длительный срок службы (до 50 лет).
Обеспечивает отличную звукоизоляцию.
Почти не ломается в процессе работы, что случается с другими разновидностями продукции.
Паропроницаемость. Волокна отталкивают влагу.

Минус — высокая стоимость. Несмотря на все плюсы, не всегда рационально утеплять именно этими плитами.

Как рассчитать толщину стен

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

Термическое сопротивление ограждающихконструкций для регионов России

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

Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

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

R — термическое сопротивление;

p — толщина слоя в метрах;

k — коэффициент теплопроводности.

Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными

Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание

Классификация пенополистирола

Обычный пенопласт

Теплоизоляционный материал, который получают в результате вспенивания полистирола. Как уже упоминалось выше, его объем – это 98% воздуха, который запечатан в гранулы. Это говорит не только о его отличных теплоизоляционных качествах, но и о звукоизоляционных свойствах.

Главное преимущество материала – отсутствие способности поглощать влагу. Кроме того, он не гниет и биологически не разлагается. Долговечный материал, небольшой массы и удобный в использовании. Его можно приклеить к любому строительному материалу.

Пенополистирол легко подается горению, но в его составе есть такое вещество, как антипирена. Именно оно и наделяет пенопласт способностью самозатухать. Кроме того, пенополистирол нельзя использовать для утепления фасадов. Это объясняется его низкой паропроницаемостью. А для того чтобы провести работы с пенопластом под кровлей, следует хорошо продумать систему вентиляции.

Использование в зависимости от марки материала

ПСБ-С 15. Маркировка пенопласта говорит о том, что им можно утеплить конструкции, которые не подвергаются механическим нагрузкам. Например, утепление кровли, пространства между стропами и потолочного перекрытия.
ПСБ-С 25 и 25Ф. Распространенная маркировка пенополистирола. Говорит о том, что можно утеплять любую поверхность. Стены, фасады, потолки или напольное покрытие, кровлю.
ПСБ-С 35 и 50. Таким материалом можно утеплять объекты, которые находятся под постоянно высокой нагрузкой.

Высокая теплозащита

Утеплитель должен обеспечить высокую ТЕПЛОЗАЩИТУ!

Надежную теплозащиту обеспечивает коэффициент теплопроводности, который обозначается знаком – λ (лямбда). Показатель теплопроводности напрямую влияет на количество материала необходимого для утепления стен, кровли или фундамента, и как следствие на стоимость решения по утеплению дома. У эффективного утеплителя λ (лямбда) = 0,032 Вт/м-К.

Так, например, дешевого утеплителя с плохим (высоким) коэффициентом теплопроводности потребуется гораздо больше для того, чтобы обеспечить требуемую теплозащиту.

Коэффициент теплопроводности нельзя «пощупать руками», но от его значения, безусловно, зависит эффективность утеплителя. Производители указывают коэффициент теплопроводности в ТУ на продукцию и на своих интернет-сайтах, обращайте внимание на значение λ (лямбды).

Обратите внимание, что существуют такие параметры как λА и λБ (А — сухой климат, Б — влажный климат). Большинство регионов нашей страны находится во влажном климате, поэтому, выбирая теплоизоляцию, стоит больше ориентироваться на значения показателя λБ.

Именно λБ отражает коэффициент теплопроводности в условиях, приближенных к реальным, а не лабораторным (т.е. с учетом того, что теплоизоляция будет впитывать определенное количество влаги из окружающей среды). Если показатели λА и λБ утеплителя существенно различаются, то это говорит о высоком водопоглощении теплоизоляции.

Утеплитель должен ГРЕТЬ, а не гореть!

Горючий утеплитель или нет – это не имеет значения, если он находится внутри конструктива. Пожаробезопасность совершенно не играет никакой роли, если, например, утеплитель закапывают в землю при утеплении фундамента или кладут под стяжкой при утеплении пола. При строительстве кирпичного дома стеновой утеплитель будет находиться внутри так называемой «колодезной кладки», где горючесть так же не имеет никакого значения.

Доверяйте жизненной логике, а не советам маркетологов. К примеру, мы с вами хорошо понимаем, что такое жить в деревянном доме, а по их логике такие строения давно пора было бы запретить — это же скопление самых настоящих дров!

Коэффициент теплопроводности пенопласта —

Пенопласт имеет следующие преимущества перед другими утеплительными материалами: экологичность, лёгкость, гигроскопичность, невысокая стоимость. Однако, главное достоинство — низкая теплопроводность пенопласта, которая делает его одним из наиболее распространенных теплоизолирующих материалов.

Для того чтобы рассмотреть такую характеристику, как теплопроводность пенопласта, разберемся для начала, что из себя представляет в принципе теплопроводность материалов. Теплопроводностью называют количественную характеристику способности тела проводить тепло.

Это количество тепловой энергии (Ватт), которое любой материал способен провести через себя (метр), при определенной температуре (С) за определенное время. Обозначается — λ и выражается Вт/м•С.

Определим оптимальные размеры данного утеплителя исходя из его теплопроводных характеристик. На рынке стройматериалов большое множество различных утеплителей. Пенопласт, как мы уже знаем, обладает теплопроводностью очень низкой, но эта величина зависит от марки материала.

Наиболее заметна теплопроводность пенопласта при сопоставлении значений с другими теплоизоляционными материалами. К примеру, лист пенопласта 30-40 мм аналогичен объёму минваты в несколько раз большей, а толщина листа 150 мм заменяет 185 мм пенополистирола. Конечно, есть материалы, у которых коэффициент ниже. К таким относится и пеноплекс. 30 мм пеноплекса смогут заменить 40 мм пенопласта, при аналогичных условиях.

Чтобы добиться наиболее эффективной теплоизоляции стены, необходимо правильно рассчитать толщину используемого утеплителя. Для примера рассчитаем, какой толщины нужен утеплитель для стены толщиной в один кирпич.

Сначала необходимо узнать общее теплосопротивление. Это постоянное значение, зависящее от климатических условий в определенной области страны. На юге России она составляет 2,8 кВт/м2, для полосы умеренного климата — 4,2 кВт/м2. Затем найдем теплосопротивление кирпичной кладки: R = p/k, где p – толщина стены, а k – коэффициент, указывающий, насколько сильно стена проводит тепло.

Имея начальные данные, мы можем узнать, какое теплосопротивление утеплителя необходимо использовать, применив формулу p=R*k. где R — общее теплосопротивление, а k — значение теплопроводности утеплителя.

Для начала необходимо узнать теплосопротивление нашей стены (R1). Коэффициент для силикатного пустотного кирпича составляет 0,76 Вт/м•С (k1), толщина – 0,25 м (p1). Находим теплосопротивление:

R1 = p1 / k1 = 0,25 / 0,76 = 0,32 (кВт/м2).

Теперь находим теплосопротивление для утеплителя (R2):

Значение теплосопротивления пенопласта ПСБ-С 35 (k2) равен 0,038 Вт/м•С. Находим требуемую толщину пенопласта (p2):

p2 = R2*k2 = 3.88*0.038 = 0.15 м.

Вывод: при заданных условиях нам необходим пенопласт ПСБ-С 35 15 см.

Аналогичным способом можно сделать расчеты для любого материала, используемого в качестве утеплителя. Коэффициенты теплопроводности разных строительных материалов можно найти в специальной литературе или в сети Интернет.

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

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

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

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

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

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

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

Величина теплопроводности пенопласта, как и любого другого материала, зависит от трех основных составляющих:

уровня влажности среды, в которой используется утеплитель.

Как видно из схемы, при низких температурах воздуха градиент по толщине стенки линейно меняется от отрицательных значений на наружной поверхности облицовки до +20 о С внутри помещения. Необходимо так подобрать теплопроводность и толщину материала, чтобы точка росы или, другими словами, температура, при которой начинают конденсироваться пары воды, находилась внутри массива пенопласта.

Влияние плотности и влажности окружающей среды

Несмотря на все заверения производителей, пенопласт способен поглощать и проводить водяные пары, для сравнения, величина паропроницаемости для пенопластового листа всего лишь на 20% ниже проницаемости древесины. Естественно, наличие водяных паров в толще пенопласта существенным образом влияет на его теплопроводность. Найти зависимость в справочниках практически невозможно, поэтому при расчетах делают эмпирическую поправку на теплопроводность, исходя из толщины теплоизоляции.

Пенопласт способен поглощать в поверхностных слоях до 3% воды. Глубина поглощения составляет 2 мм, поэтому при определении теплопроводности материала эти миллиметры выбрасывают из эффективной толщины теплоизоляции. Поэтому лист пенопласта толщиной в 10 мм будет в сравнении с листом в 50 мм иметь теплопроводность не в 5 раз больше, а в 7 крат. При значительной толщине пенопласта, более 80 мм, теплосопротивление увеличивается значительно быстрее, чем его толщина.

Вторым фактором, влияющим на теплопроводность, является плотность материала. При одинаковой толщине материал разных марок может иметь плотность в два раза больше. Принято считать, что 98% структуры утеплителя составляет высушенный воздух. С увеличением вдвое количества полистирола в плите, естественно, теплопроводность также увеличивается, примерно на 3%.

Но дело даже не в количестве полистирола, меняется размер шариков и ячеек, из которых состоит пенопласт, образуются локальные участки с очень высокой теплопроводностью, или мостики холода. Особенно это касается трещин и стыков, любых зон деформации и установки креплений. Поэтому при установке зонтичных дюбелей количество креплений рекомендуют ограничивать 3 точками.

Влияние химического состава на теплопроводность

Мало кто обращает внимание на особые свойства пенопласта. Сегодня наиболее серьезной проблемой пенопласта считается его способность к воспламенению и выделению токсичных продуктов сгорания. СНиП и ГОСТ требуют, чтобы пенопласт, используемый для утепления жилых зданий, имел время самозатухания не более 4 с. Для этого используются соли ряда цветных металлов, таких как хром, никель, железо, включение в состав веществ, выделяющих углекислый газ при нагревании.

В результате на практике пенопласт с индексом « С » — самозатухающий имеет теплопроводность значительно выше, чем обычные марки пенополистирола. Практика использования пенополистирола для утепления в Евросоюзе показала, что более выгодным и дешевым является нанесение на внешнюю поверхность немодифицированного пенопласта специального покрытия из газообразующих агентов. Такое решение позволяет сохранить теплосберегающие свойства и экологичность материала, одновременно значительно повысить пожаробезопасность.

Заключение

Теплопроводность пенопласта практически не меняется с течением времени, как, например, у минеральной ваты или газосиликатных блоков. Единственной проблемой является деградация пенополистирола под действием солнечных лучей и рассеянного ультрафиолета. При длительном облучении материал становится рыхлым, покрывается трещинами и легко наполняется конденсатом, поэтому для сохранения первоначального значения теплопроводности необходимо закрывать утеплитель облицовкой.

Теплопроводность пенопласта от 50 мм до 150 мм — считаем теплоизоляцию

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

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

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

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

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

Высокий уровень энергосбережения пенопласт обеспечивает за счет низкой теплопроводности. Например, если построить стену из кирпича толщиной 201 см или воспользоваться древесным материалом толщиной 45 см, то для пенопласта толщина составит всего на всего 12 см для определенной величины энергосбережения.

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

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

Размеры листов

Изготовление пенополистирольных плит, осуществляется по нормам ГОСТ. При производстве пенопласта регулируется как состав, так и размеры листов. Стандартная длина листа колеблется от 100 см до 200 см. Ширина должна быть равна 100 см, а толщина от 2 см до 5 см. Теплопроводность пенопласта 50 мм – относительно высока, благодаря небольшой толщине и характеристикам материала, он является наиболее ходовым из всех.

А что же покупать?

На рынке строительных материалов представлен огромный выбор пенополистирольных плит. Высокая теплопроводность плит утеплителей зависит от их вида. Например: лист пенопласта ПСБ-С 15 обладает до 15 кг/м3 плотностью и 2 см толщиной. Для листа от 2-х до 50 см плотность составляет не более 35 кг/м3. При сравнении пенопласта с другими подобными материалами можно легко проследить зависимость теплопроводности пенополистирольных плит от его толщины.

Так, например: теплопроводность пенопласта 50 мм, больше в два раза, чем у минеральной ваты такого же объема, в таком случае теплопроводность пенопласта, толщина 150 мм, вообще в 6 раз превысит эти показатели. Базальтовая вата, тоже очень сильно проигрывает пенопласту.

Для того чтобы применить один из способов изоляции, необходимо верно выбрать габариты материала. По следующему алгоритму можно выполнить расчет:

Необходимо уточнить общее тепло-сопротивление. Эта величина зависит от региона, в котором необходимо выполнить расчет, а именно от его климата.
Для вычисления тепло-сопротивления стены можно воспользоваться формулой R=p/k, где ее толщина равна значению р, а k-коэффициент теплопроводности пенопласта.
Из постоянных показателей можно сделать вывод, какое сопротивление должно быть у изоляции.
Нужную величину можно вычислить по формуле р=R*k, найти значение R можно исходя из предыдущего шага и коэффициента теплопроводности.

Марки пенопласта

ПCБ-C15. С теплопроводностью 0,042 Вт/мK, а плотность равна 11-15 кг/м3
ПCБ-C25. С теплопроводностью 0,039 Вт/мK, а плотность равна 15-25 кг/м3
ПCБ-С35. С теплопроводностью 0,037 Вт/мK, а плотность равна 25-35кг/м3

Еще по этой теме на нашем сайте:

Экструдированный пенополистирол, являясь высокотехнологичным материалом, по праву может называться уникальным. Потому он и получил такое широкое распространение в строительстве, производстве сантехники и еще ряде областей.

Пеноплекс или пенопласт — что лучше для утепления стен дома снаружи

Известный всем пенопласт, когда-то конкурировавший исключительно со стекловатой, сегодня сам имеет массу производных материалов, которые, кстати, частенько уступают место другим современным видам утеплителя. К слову.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов — таблица и цифры

Первый вопрос, который возникает, у того, кто решил построить собственный дом, – какой использовать для этого материал. От этого зависит выбор фундамента, в свою очередь.

Теплопроводность утеплителей в таблице — сравнение утеплителей по теплопроводности

Мы живем далеко не в самой жаркой стране на Земле, а значит, свои жилища вынуждены обогревать, по крайней мере, большую часть года. Этим и объясняется.

Добавить комментарий

Отменить ответ

Вы можете подписаться на новые публикации по электронной почте.

Коэффициент теплопроводности пенополистирола

Одна из самых важных характеристик при выборе любого утеплителя – теплопроводность. Ее коэффициент показывает, сколько тепла проходит через материал (пенопласт, Penoplex, кирпич, минвату) за определенное время. Чем дольше длится процесс такого теплообмена, тем ниже будет его значение и, соответственно, тем больше тепла останется внутри помещения.

Что влияет на теплопередачу?

Существует несколько факторов, которые значительно влияют на ее величину:

наличие пор и их структура;
плотность, толщина;
влагопоглощаемость.

Благодаря наличию пор в материале, как, например, в пенопласте и Пеноплексе, они имеют низкую теплопередачу. Внутри гранул нет ничего, кроме воздуха, а он имеет самую малую величину коэффициента – 0,022 Вт/м·К. Закрытые и маленького размера поры также затрудняют передачу тепловой энергии, а если они открытые и соединены между собой, то появляется конвекция, из-за которой повышается теплопроводность.

Чем плотнее материал, тем быстрее он пропускает тепло, как, например, металл или графит. Для сравнения, плотность пенопласта составляет 18 кг/м3, а у сплошного силикатного кирпича – около 1800 кг/м3, следовательно, у первого теплопередача будет очень низкая, а у второго – весьма высокая. Ко всему этому немаловажное значение имеет способность утеплителя поглощать воду, так как при попадании влаги внутрь она вытесняет сухой воздух, тем самым повышая передачу тепловой энергии.

Таблица с величинами коэффициентов теплопроводности:

Наименование теплоизоляции		Плотность, кг/м3	Теплопроводность, Вт/м·К
Минвата		200	0,08
Минвата		125	0,07
Пенополистирол	ПСБ-С 15	до 15	0,043
	ПСБ-С 25	15,1-25	0,041
	ПСБ-С 35	15,1-35	0,038
	ПСБ-С 50	15,1-50	0,041
Пеноплекс		33-45	0,03-0,032
Пустотелый керамический кирпич		1200	0,52
Сплошной силикатный кирпич		1800	0,47
Стекловата		75-175	0,032-0,041

Значение величины теплопроводности гранул пенопласта в зависимости от толщины:

Толщина, мм	Коэффициент теплопередачи, Вт/м·К
30	0,04
50	0,03-0,037
100	0,03-0,046
150	0,02

Сравнение с другими утеплителями

Пенопласт получается в результате вспенивания полистирола, благодаря чему появляются наполненные газом поры, а Пеноплекс – экструдированный пенополистирол, произведенный методом экструзии, поэтому его гранулы имеют меньший размер. К тому же из-за равномерного и упорядоченного расположения ячеек в экструзионном, он является более прочным утеплителем, что позволяет ему сильнее изгибаться и меньше продавливаться под нагрузкой. Оба материала имеют наивысшие степени пожароопасности, поэтому обязательно следует учитывать это во время монтажа.

Сравнительная таблица Пеноплекса и пенополистирола:

Пенопласт	Пеноплекс
Плотность, кг/м3	18	25-32
Влагопоглощаемость, %	0,8-1,2	0,4
Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па)	0,05	0,02
Теплопроводность, Вт/м·К	0,031-0,041	0,03

По величине теплопроводности пенопласт проигрывает Пеноплексу, и по другим показателям также. Но даже если утеплять дом обычным вспененным полистиролом, то теплопотери могут сократиться практически на 40%. Главное – провести все работы по монтажу согласно всем требования производителя, в том числе не допустить попадания влаги между стеной и теплоизоляцией и ограничить доступ для грызунов.

По всем свойствам пенопласт и в сравнении с минватой весьма различается:

Минвата
Плотность, кг/м3	10-300
Влагопоглощаемость, %	более 1%
Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па)	0,4-0,5
Теплопередача, Вт/м·К	0,045 (при 35 кг/м3) -0,7

По коэффициенту теплопередачи пенопласт имеет наилучшее значение, но по паропроницаемости показатель у минваты намного лучше, в итоге ее свободно можно использовать внутри жилых помещений, к тому же она огнеустойчива, в отличие от вспененного полистирола. Также благодаря производству из минерального сырья она не выделяет во время горения опасных веществ, и, разлагаясь, не загрязняет окружающую среду. Но минвата по сравнению со вспененным полистиролом имеет намного больший вес, поэтому для ее монтажа, особенно на стены, требуется крепкая конструкция.

Таблица цен, по которым можно купить пенопласт:

Наименование марки пенополистирола		Размеры, мм (длина/ширина/толщина)	Плотность, кг/м3	Стоимость за м2, рубли
Knauf	Therm Compack	1000x600x50	10-15	150
	Therm Wall Light	1000x1200x100	10-12	190
		1000х1200х50	10-12	100
		1000х1200х20	10-12	40
	Therm Facade	1000x1200x100	15,1-17,2	390
	Therm Wall	2000х1200х50	10-12	150
ПСБ-С 15		1000х1000х20	15	50
		1000х1000х30		60
		1000х1000х40		80
		1000х1000х50		90
		1000х1000х100		170
ПСБ-С 25		1000х1000х20	20	80
		1000х1000х30		120
		1000х1000х40		140
		1000х1000х50		150
		1000х1000х100		300
ПСБ-С 35		1000х1000х20	35	100
		1000х1000х30		140
		1000х1000х40		180
		1000х1000х50		200
		1000х1000х100		400

Выбирая утеплитель, следует помнить, что чем выше коэффициент теплопередачи, тем большее количество слоев придется монтировать. Так, например, базальтовая минвата толщиной в 100 мм имеет практически такую же проводимость тепла – 0,042 Вт/м·К, как у пенополистирола размером 50 мм – 0,046 Вт/м·К, а теплопроводность Пеноплекса с 50 мм и 100 мм – 0,03 Вт/м·К. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, так минеральную вату рекомендуется использовать там, где требуется повышенная паропроницаемость и устойчивость к большим температурам, стекловату следует применять для гаражей или любых других мест, где высока вероятность возгорания.

Пенопласт и экструдированный пенополистирол все же лучше располагать снаружи здания, а не внутри, так меньше шансов для образования конденсата между стеной и утеплителем.

Каким коэффициентом теплопроводности обладает пенопласт?

Утеплить помещение можно различными методами. Например, использовать пенопласт. Его отличительная характеристика – это высокие эксплуатационные качества. Самым основным достоинством пенопласта является низкая теплопроводность. Это качество помогает хорошо сохранять тепло. Помимо этого, пенопласт имеет и другие плюсы.

Практичность.
Экологичность.
Легкость.
Простая установка.
Способность выдерживать температурные перепады.
Доступная цена.

Факторы, влияющие на теплопроводность

Плиты пенопласта изготавливаются различной толщины. Поэтому существуют многочисленные факторы, которые влияют на тепловодность материала.

Толщина слоя. Чтобы добиться качественного энергосбережения, необходимо делать слой толще. Например, слой в 5 см будет меньше пропускать тепла, чем слой в 1 см.
Структура материала. Его пористость усиливает изоляционные качества. Все потому что в ячейках содержится воздух. А он хорошо сохраняет теплопроводность пенопласта.
Влажность. В процессе хранения пенопласт необходимо защищать от влаги. Она неблагоприятно влияет на характеристики материала, даже наоборот.
Средняя температура слоя. Если температура увеличится, это повлечет за собой последствия. Эффективность использования изолятора станет хуже.

Разновидность и показатели пенопласта

Строительный рынок предлагает большой выбор утеплительного материала. Пенопласт имеет низкую теплопроводность. Но этот показатель может меняться, в зависимости от разновидности полистирола. Если сравнивать с другими утеплителями, можно сделать определенные выводы. Например, лист пенопласта плотностью 50-60 мм можно заменить большим объемом минеральной ваты. Материал плотностью 100 мм можно заменить вспененным полистиролом с показателями 123 мм. Характеристики этих видов утеплителей немного схожи. Поэтому и разбежность небольшая. Показатели пенопласта превышают и характеристики базальтовой ваты.

Особенности теплопроводности

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

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

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

Теплопроводность пенополистирола в сравнении

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

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

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

Классификация пенополистирола

Обычный пенопласт

Теплоизоляционный материал, который получают в результате вспенивания полистирола. Как уже упоминалось выше, его объем – это 98% воздуха, который запечатан в гранулы. Это говорит не только о его отличных теплоизоляционных качествах, но и о звукоизоляционных свойствах.

Пенополистирол легко подается горению, но в его составе есть такое вещество, как антипирена. Именно оно и наделяет пенопласт способностью самозатухать. Кроме того, пенополистирол нельзя использовать для утепления фасадов. Это объясняется его низкой паропроницаемостью. А для того чтобы провести работы с пенопластом под кровлей, следует хорошо продумать систему вентиляции.

Использование в зависимости от марки материала

ПСБ-С 15. Маркировка пенопласта говорит о том, что им можно утеплить конструкции, которые не подвергаются механическим нагрузкам. Например, утепление кровли, пространства между стропами и потолочного перекрытия.
ПСБ-С 25 и 25Ф. Распространенная маркировка пенополистирола. Говорит о том, что можно утеплять любую поверхность. Стены, фасады, потолки или напольное покрытие, кровлю.
ПСБ-С 35 и 50. Таким материалом можно утеплять объекты, которые находятся под постоянно высокой нагрузкой.

Экструдированный пенополистирол

Теплоизоляционный материал, который обладает высоким эффектом и качеством. Его чаще всего используют для утепления ограждающих конструкций. И коэффициент теплопроводности колеблется от 0,027 до 0,033 Вт/м К.

Структура материала ячеистая. И полная закрытость каждой ячейки обеспечивает абсолютную защиту от проникновения воды. Поэтому такой материал и рекомендуют использовать там, где влажность повышенная или там, где материал может контактировать с водой. Это утепление подвального помещения или фундамента коттеджа. Даже в условиях недостаточной гидроизоляции, экструдированный пенополистирол сохранит свои теплоизоляционные качества.

Кроме этого, такой материал отличается высокой устойчивостью к различным деформациям. Эта особенность позволяет использовать его как утеплитель для поверхностей, несущие большие нагрузки. Например, экструдированным пенополистиролом можно утеплить фасады. Особенно если материал облицовки очень тяжелый.

Что касается температуры. Пенополистирол способен выдерживать резкие скачки, от -120 до +175 градусов. При этом его структура остается целой и невредимой.

Недостатками этого материала является горючесть, но, как и пенопласт, его составные элементы способны заставить его затухнуть. Контакт пенополистирола со сложными углеводами может привести к разрушению.

таблица сравнения с другими материалами и расчет толщины слоя утеплителя в зависимости от теплопроводности

В технической литературе пенополиуретан описывается как материал с самой низкой теплопроводностью в списке стандартных термоизоляционных материалов. Пенополистирол и жесткий пенополиуретан с низкой плотностью (от 20 до 50 кг/м³) по праву стали самыми используемыми материалами для промышленных холодильных и морозильных камер и других систем, где требуется повышенная термоизоляция. В этом заслуга низкой теплопередачи. Для сравнения теплопроводность жесткого пенополиуретана в разы ниже теплопроводности минеральной ваты и всех других популярных утеплителей.

Коэффициент теплопроводности жесткого пенополиуретана и других материалов

Именно низкая теплопроводность делает ППУ оптимальным материалом для термоизоляции. Коэффициент теплопроводности жесткого пенополиуретана составляет 0,019 – 0,028 Вт/м*К. Этот показатель определяет количество теплоты, которая проходит сквозь куб материала со стороной в 1 м за 1 секунду при единичном изменении температуры в 1 Кельвин. Низкая теплопроводность позволяет обеспечить необходимую теплоизоляцию при минимальном слое покрытия. Например, теплопроводность пенопласта составляет 0,04 – 0,06 Вт/м*К, т.е. понадобится в 2-3 раза более толстый слой пенопласта, чем пенополиуретана. В видео ниже поясняется понятие теплопроводности и его применение в строительстве:

Совет от профессионала

Если вы хотите сравнить теплопроводность различных строительных материалов, необходимо поделить их коэффициенты теплопроводности. К примеру, теплопроводность минваты и ППУ соотносятся как 0,052/0,019=2,74. Это означает, что слой пенополиуретана в 10 см равен 27,4 см слою минеральной ваты по своим утепляющим свойствам. Если брать теплопроводность керамзита и ППУ, то соотношение будет 0,18/0,019=9,47. То есть слой керамзита должен быть почти в 10 раз толще.

Ниже приведена теплопроводность строительных материалов в таблице

Материал	*Коэффициент теплопроводности (Вт/мК)**
Жесткий пенополиуретан	0.019 – 0.028
Пенополистирол (пенопласт)	0.04 – 0.06
Минеральная вата	0.052 – 0.058
Пенобетон	0.145 – 0.160
Пробковая плита	0.5 – 0.6

*Цифры могут изменяться в зависимости от производителя, погодных условий, точного состава.

Как рассчитать необходимую толщину слоя ППУ-утеплителя?

Для расчета необходимого количества материалов для утепления дома или другой постройки необходимо обратиться к нормативам СНиП 23-02-2003 и рассчитать следующие параметры:

Rreq = a*Dd + b

Dd = (Tint – Tht)*Zht

Δ=Rreq*λ

Rreq – сопротивление теплопередачи

a и b – коэффициенты из таблиц СНиП

Dd – градусо-сутки отопительного сезона

Tint – внутренняя температура помещения, которую необходимо поддерживать

Tht – средняя температура воздуха снаружи помещения

Zht – длительность периода отопления

Δ – искомая толщина слоя ППУ-утеплителя

Λ — теплопроводность

Сопротивление теплопередачи рассчитывается для цельной конструкции, поэтому для расчета сопротивления теплопередачи ППУ необходимо вычесть из общего показателя сопротивления теплопередачи других составных материалов покрытия (например, для стены нужно также учитывать теплопроводность штукатурки и кирпича).

Для примера, возьмем минимальную теплопроводность ППУ, равную 0,019. Используя данные из СНиП для стандартных стен жилого дома – Rreq=3,279 рассчитаем толщину теплоизоляционного покрытия из ППУ – Δ = 3,279*0,019= 0,0623 м (т.е. 6,23 см). Если вам посчастливится приобрести самый термостойкий пенополиуретан с таким низким коэффициентом теплопроводности, достаточная толщина термоизоляционного слоя всего 6 см.

В сравнении с другими утеплителями наиболее тонкий слой утепления дает именно пенополиуретан, теплопроводность которого ниже, чем у любого другого материала. Поэтому нередко утепление ППУ обходится дешевле, чем использование менее совершенных вариантов теплоизоляции.

Утепление по СНиП, или как снизить расходы на отопление

Rо = 0,64м/0,58 = 1,1 м²х°С/Вт.

Рекомендуемое значение Rreg для Нижнего Новгорода – 3,36 м²х°С/Вт., чему совсем не удовлетворяет наш расчет. В таком доме зимой будет холодно, потребуются более мощные отопительные приборы и счета за оплату будут значительно выше, чем у утепленного дома по СНиП.

Проверим тогда, какой должна быть толщина стены, чтобы она удовлетворяла нормам?

d = Rreg * λ

d = 3,36 * 0,58 = 1,95 м

Вот это стена! Но только такая толщина кирпичной кладки позволит Вам иметь теплый дом. Кирпич обладает очень большой теплопроводностью, и чтобы дом хранил тепло намного дольше, приходиться городить такую стены. Понятно, что мало кто решится возводить такое «бомбоубежище».

Значит будем утеплять стены другим материалом, у которых теплопроводность низкая, а соответственно толщина стены будет намного меньше. Материалов для утепления очень много, плюсы и минусы которых — это отдельная история, а сейчас решим утеплить стену каменной ватой.

Какой толщины выбрать слой ваты? Рекомендуемое значение сопротивления теплопередаче в Нижнем Новгороде 3,36, у нас уже есть стена со значением сопротивления – 1,1. Остается «добрать» 2,26.

Из таблицы теплопроводности материалов берем значение коэффициента для каменной ваты, плотностью 25 кг/м³ – 0,045, и вычисляем какой толщины должен быть утеплитель:

d = 2, 26 * 0,045 = 0,10 м

0,1 метра – 10 см – это минимальная толщина утеплителя, которая позволит сделать дом теплым.

Вывод: утепляем стены дома до требуемых норм СНиП, а также не забываем про пол и потолок, т.к. через них также идут большие теплопотери. Чем больше толщина утеплителя, тем меньше теплопотери, тем меньше энергозатрат придется потратить на обогрев помещения.

Не будем Вас утомлять расчетами, а сразу скажем, что каменной ваты на пол и потолок в качестве утеплителя необходимо минимум по 20 см – для Центральной полосы России. Для Севера – 25-30 см. Тогда Ваш дом будет держать тепло очень долго, расходы на отопление будут радовать, а отопительные приборы будете выбирать не из расчета 1 кВт на 10 м², а, например, КОУЗИ 450Вт на 10м². Почему на такую площадь будет достаточно одного «КОУЗИ», читайте в следующих статьях.

ПЕНОПЛЭКС® — оптимальное техническое решение для теплоизоляции плоских кровель

Экструзионный пенополистирол, из которого изготовлены плиты ПЕНОПЛЭКС®, превосходит широко распространенные теплоизоляционные материалы по всем техническим критериям выбора утеплителя для плоских кровель, а для инверсионных кровель является безальтернативным.

При выборе теплоизоляционного материала главным критерием является его теплозащитная способность. Это свойство выражается коэффициентом теплопроводности (λ). У плит ПЕНОПЛЭКС^® из экструзионного пенополистирола он не превышает 0,034 Вт/м∙°С в самых неблагоприятных условиях, в том числе при эксплуатации «Б», т.е. при сочетании неблагоприятных влажностных факторов (см. таблицу 2 в п. 4.3 СП 50.13330.2012). Сразу отметим, что проектировщики используют в своих расчетах λ_А или λ_Б (при эксплуатации «А» или «Б»), т.е. расчетный коэффициент теплопроводности материала не в сухом состоянии, а в реальных условиях, в том числе при повышенной влажности, когда у большинства утеплителей теплопроводность существенно возрастает, т.е. ухудшается.

Коэффициент теплопроводности 0,034 Вт/м∙°С — это показатель, заявленный компанией «ПЕНОПЛЭКС». Выбирая материал, многие специалисты не всегда довольствуются данными производителя и предпочитают собрать информацию из нескольких источников. Резонно предположить, что наиболее авторитетным источником будет уже упомянутый нормативный документ СП 50.13330.2012, которым проектировщики и строители обязаны руководствоваться при проектировании и устройстве теплозащиты. В данном СП имеется приложение «Т» под названием «Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий». Любопытно, что там значения λ_Б для экструзионного пенополистирола еще ниже — 0,031-0,032 Вт/м∙°С, а значит лучше, чем заявляет производитель. Это объясняется тем, что производитель учитывает срок службы материала, весьма немалый. По результатам испытаний в НИИ Строительной физики РААСН долговечность плит ПЕНОПЛЭКС^® составляет не менее 50 лет. Но у других широко распространенных теплоизоляционных материалов λ_Б существенно выше, чем даже 0,034 Вт/м∙°С. По данным приложения «Т» к СП 50.13330.2012, этот параметр составляет от 0,044 до 0,055 Вт/м∙°С (минераловатные плиты из стеклянного и каменного волокна) и 0,044–0,059 Вт/м∙°С (беспрессовый пенополистирол, ПСБ).

Вторым критерием выбора теплоизоляционного материала является влагостойкость. Теплопроводность воды более чем в 10 раз выше, чем у широко распространенных утеплителей. Попадая в структуру материала, вода резко снижает теплозащитные свойства. Именно благодаря уникальной закрытой мелкоячеистой структуре экструзионный пенополистирол не впитывает влагу. Водопоглощение плит ПЕНОПЛЭКС^® не превышает 0,5% по объему, что можно считать пренебрежимо малой величиной. Минеральная вата обладает волокнистой структурой, поэтому быстро поглощает воду и теряет теплозащитные свойства. То же можно сказать и о зернистом ПСБ.

Важно отметить, что для инверсионных плоских кровель имеется строгое нормативное требование (согласно п. 5.4.3 СП 17.13330.2017 «Кровли») по водопоглощению для теплоизоляционного материала — не более 0,7%. Этому условию соответствует только экструзионный пенополистирол.

В том же пункте норматива изложено требование к инверсионным кровлям по прочности, которому, опять-таки, отвечает только экструзионный пенополистирол. Прочность на сжатие теплоизоляционного материала должна быть не менее 100 кПа. Плиты ПЕНОПЛЭКС^®, применяемые для утепления кровель, имеют прочность на сжатие при 10%-ной деформации не менее 150 кПа (0,15 МПа), а для инверсионных кровель производитель рекомендует плиты ПЕНОПЛЭКС^®ГЕО, у которых этот показатель еще выше — от 0,3 МПа. У самой прочной минеральной ваты данный параметр не превышает 0,07 МПа.

Прочность — третий важный критерий выбора теплоизоляции для плоской кровли, которая должна выдерживать нагрузки при обслуживании крыши.

Таким образом, экструзионный пенополистирол имеет явные преимущества перед другими широко распространенными утеплителями по теплопроводности, влагостойкости, прочности и долговечности. Но это еще не полный список. Плиты ПЕНОПЛЭКС^® из экструзионного пенополистирола экологически безопасны, биостойки, удобны в монтаже.

В заключение следует упомянуть о пожарной безопасности кровель с применением теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^®. Все кровельные системы, разработанные компанией «ПЕНОПЛЭКС», прошли оценку противопожарных характеристик во ВНИИПО МЧС России и имеют класс пожарной опасности К0.

На рис.: кровельная система «ЭКСТРА» с применением ПЕНОПЛЭКС^® в качестве теплоизоляции и уклонообразующего слоя

1 — Гидроизоляция PLASTFOIL^® производства компании «ПЕНОПЛЭКС»

2 — Крепеж

3 — Разделительный слой из геотекстиля

4 — Уклонообразующий слой из сборных элементов ПЕНОПЛЭКС^®УКЛОН

5 — Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®

6 — Пароизоляция

7 — Основание

Для многих технических решений кровель с теплоизоляцией ПЕНОПЛЭКС^® разработаны BIM-модели, которые можно скачать с официального сайта компании.

На первой фотографии: теплоизоляция кровли цеха магнезитных изделий (ЦМИ) № 2 завода «Группы Магнезит» в городе Сатке Челябинской области

Теплопроводность, тепловое сопротивление, значения R & U

Когда вы решите утеплить свой дом и начнете изучать изоляционные материалы, вы встретите термины «теплопроводность», «тепловое сопротивление», «R-значение». ‘и’ U-значение ‘.

Прочтите, чтобы узнать, что означают эти термины.

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность — это свойство материала проводить тепло. Он оценивается по закону Фурье для теплопроводности.Его можно оценить с помощью лабораторных испытаний, включая заданную толщину и среду для материала. Затем это можно использовать для определения термического сопротивления или значения R. Отсюда вы можете рассчитать U-значение, которое будет варьироваться в зависимости от приложения.

Что такое термическое сопротивление?

Термическое сопротивление измеряет сопротивление материала тепловому потоку и иногда обозначается как R-значение. Чем выше это значение, тем эффективнее будет материал.

Например, если изоляционный материал имеет R-Value 2 на дюйм толщины, а требуемое R-Value, которое должно быть достигнуто для изоляции требуемого пространства, составляет 6, тогда необходимо установить 3 дюйма продукта.

Если вы выбираете изоляционный материал с более высоким значением R-Value, то требуемая толщина используемого продукта уменьшается. Однако в игру вступают и другие факторы, например, пригодность изоляционного материала для изолированного пространства.

Значение R зависит от толщины. Он рассчитывается путем деления толщины плиты (выраженной в метрах) на ее теплопроводность.

Что такое U-Value?

U-Value — это поток тепла через строительные материалы, из которых изготовлено само здание. Сюда входят кирпичи, пол, кровля и окна. Значение измеряется в ваттах из расчета теплопередачи. Чем ниже коэффициент теплопроводности материала, тем лучше он будет изолятором.

Например, если у вас есть дом с пустотелыми стенами, и ваш дом был построен в конце семидесятых и начале восьмидесятых годов, вполне вероятно, что ваш неизолированный U-Value равен 1.0 Вт / м2к. Если вы изолируете полые стены, вы достигнете рейтинга U от 0,2 до 0/5 Вт / м2к в зависимости от используемых материалов. Значительное снижение коэффициента теплопроводности полой стены после утепления будет связано с уменьшением необходимого энергопотребления для сохранения тепла в вашем доме.

Возможное уменьшение значений U в зависимости от материала корпуса

Стены — Сплошные стены можно изолировать изнутри или снаружи, и это может снизить ваш рейтинг U примерно с 2.От 70 Вт / м2к до 0,29 Вт / м2к.
Крыша — неизолированное пространство на крыше будет иметь коэффициент теплопередачи около 2,5 Вт / м2к, который можно снизить до 0,15 Вт / м2к. Это может привести к значительной экономии пространства на крыше и стенах.
Windows — Если вы строите новый дом, правительство рекомендует, чтобы значения U для окон не превышали 1,6 Вт / м2к. Если вы хотите изолировать окна в более старой собственности, то двойное остекление снизит рейтинг U. Окна теперь продаются с рейтингом энергопотребления окна, который включает в себя U-значение и преимущества солнечной энергии.Он идет от A до G, где A является наиболее энергоэффективным.

Это руководство предназначено для того, чтобы вы начали понимать изоляцию. Вернитесь к этой информации, чтобы найти правильный материал и количество изоляции, необходимые для хорошей изоляции вашего дома.

Теплопроводность термоизоляторов

APEC — ведущая конференция для практикующих профессионалов в области силовой электроники, на которой рассматривается широкий круг тем, связанных с использованием, проектированием, производством и маркетингом всех видов оборудования силовой электроники.Присоединяйтесь к нам 9-12 июня 2021 года в Фениксе, штат Аризона.

https://apec-conf.org

Конференция по прикладной силовой электронике (APEC) посвящена практическим и прикладным аспектам бизнеса силовой электроники. Это не просто конференция дизайнеров; APEC представляет интерес для всех, кто занимается силовой электроникой:

OEM-производители оборудования, использующие блоки питания и преобразователи постоянного тока в свое оборудование
Разработчики источников питания, преобразователей постоянного тока в постоянный, моторных приводов, источников бесперебойного питания, инверторов, и любых других силовых электронных схем, оборудования и систем
Производители и поставщики компонентов и сборок, используемых в силовой электронике
Инженеры по производству, контролю качества и тестированию, связанные с оборудованием силовой электроники
Маркетинг, продажи и все, кто участвует в бизнесе силовой электроники
Инженеры по соответствию проверяют и квалифицируют силовое электронное оборудование или оборудование, в котором используется силовая электроника

ПРИЗЫВ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ СЕССИИ

APEC 2021 продолжает давнюю традицию решения вопросов, представляющих непосредственный и долгосрочный интерес для практики Инженер-энергетик.Превосходный технический контент предоставляется по одной из самых низких регистрационных затрат на любой конференции IEEE.

СКАЧАТЬ ИНСТРУКЦИИ

ПОДАТЬ БУМАГУ

ПОДПИСАТЬСЯ, ЧТОБЫ БЫТЬ РЕЦЕНЗЕНТОМ

9022 8 июня 2020 г .: открывается сайт для подачи дайджестов

28 августа 2020 г .: Крайний срок подачи дайджестов

28 октября 2020 г .: Уведомление о принятии или отклонении статьи

20 ноября 2020 г .: Срок сдачи заключительных работ и регистрации авторов

Что такое теплопроводность? Обзор

Вариация теплопроводности

Теплопроводность конкретного материала сильно зависит от ряда факторов.К ним относятся температурный градиент, свойства материала и длина пути, по которому следует тепло.

Теплопроводность окружающих нас материалов существенно различается: от материалов с низкой проводимостью, таких как воздух со значением 0,024 Вт / м • К при 0 ° C, до металлов с высокой проводимостью, таких как медь (385 Вт / м • К).

Теплопроводность материалов определяет то, как мы их используем, например, материалы с низкой теплопроводностью отлично подходят для изоляции наших домов и предприятий, в то время как материалы с высокой теплопроводностью идеально подходят для приложений, где необходимо быстро и эффективно отводить тепло из одной области. к другому, например, в кухонных принадлежностях и системах охлаждения в электронных устройствах.Выбирая материалы с теплопроводностью, подходящей для области применения, мы можем достичь наилучших возможных характеристик.

Теплопроводность и температура

Поскольку движение молекул является основой теплопроводности, температура материала имеет большое влияние на теплопроводность. Молекулы будут двигаться быстрее при более высоких температурах, и поэтому тепло будет передаваться через материал с большей скоростью. Это означает, что теплопроводность одного и того же образца может резко измениться при повышении или понижении температуры.

Способность понимать влияние температуры на теплопроводность имеет решающее значение для обеспечения ожидаемого поведения продуктов при воздействии термического напряжения. Это особенно важно при работе с продуктами, выделяющими тепло, например электроникой, и при разработке материалов для защиты от огня и тепла.

Теплопроводность и структура

Значения теплопроводности существенно различаются в зависимости от материала и сильно зависят от структуры каждого конкретного материала.Некоторые материалы будут иметь разные значения теплопроводности в зависимости от направления распространения тепла; это анизотропные материалы. В этих случаях тепло легче перемещается в определенном направлении из-за того, как устроена конструкция.

При обсуждении тенденций теплопроводности материалы можно разделить на три категории; газы, неметаллические твердые тела и металлические твердые тела. Различия в способностях этих трех категорий к теплопередаче можно объяснить различиями в их структурах и молекулярных движениях.

Газы имеют более низкую относительную теплопроводность, поскольку их молекулы не так плотно упакованы, как в твердых телах, и поэтому теплопередача сильно зависит от свободного движения молекул и скорости молекул.

Газы — плохие теплопередачи. Напротив, молекулы в неметаллических твердых телах связаны в сетку решетки, и поэтому теплопроводность в основном происходит за счет колебаний в этих решетках. Непосредственная близость этих молекул по сравнению с молекулами газов означает, что неметаллические твердые тела имеют более высокую теплопроводность по сравнению с двумя, однако в этой группе есть большие различия.

Это изменение частично объясняется количеством воздуха, присутствующего в твердом теле, материалы с большим количеством воздушных карманов являются отличными изоляторами, тогда как те, которые более плотно упакованы, будут иметь более высокое значение теплопроводности.

Теплопроводность металлических твердых тел еще раз отличается от предыдущих примеров. Металлы обладают самой высокой теплопроводностью среди любых материалов, за исключением графена, и обладают уникальной комбинацией теплопроводности и электропроводности.Оба эти атрибута передаются одними и теми же молекулами, и связь между ними объясняется законом Видемана-Франца. Этот закон свидетельствует о том, что при определенной температуре электропроводность будет пропорциональна теплопроводности, однако по мере увеличения температуры теплопроводность материала будет расти, а электропроводность — уменьшаться.

Тестирование и измерение теплопроводности

Теплопроводность — важнейший компонент взаимоотношений между материалами, и способность понимать это позволяет нам добиться наилучших характеристик материалов, которые мы используем во всех аспектах нашей жизни.Эффективное испытание и измерение теплопроводности имеют решающее значение для этих усилий. Методы измерения теплопроводности можно разделить на установившиеся или переходные. Это разграничение является определяющей характеристикой того, как работает каждый метод. Методы установившегося состояния требуют, чтобы образец и образец сравнения находились в тепловом равновесии до начала измерений. Для переходных методов это правило не требуется, поэтому результаты выдаются быстрее.

Исследования

Получение пористой муллитовой керамики с низкой теплопроводностью

В данном исследовании анализируется муллитовая керамика, образованная в результате вспенивания и отверждения крахмала муллитового порошка, а также то, как ее теплопроводность изменяется в зависимости от пористости керамики.Теплопроводность измерялась методом источника переходной плоскости Hot Disc (TPS) с TPS 2500 S. По мере увеличения пористости муллитовой керамики увеличивается и теплопроводность.

Материал с фазовым переходом нанографит / парафин с высокой теплопроводностью

Композиты нанографит (НГ) / парафин были приготовлены в качестве композитных материалов с фазовым переходом. Добавление NG увеличило теплопроводность композитного материала. Материал, содержащий 10% NG, имел теплопроводность 0.9362 Вт / м • K

Артикул:

Нейв Р. Гиперфизика. «Теплопроводность». Государственный университет Джорджии.
Доступно по адресу: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/thercond.html#c1

Материалы курса по неразрушающему контролю. «Теплопроводность». Ресурсный центр по неразрушающему контролю.
Доступно по адресу: https://www.ndeed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Physical_Chemical/ThermalConductivity.htm

Уильямс, М. «Что такое теплопроводность?». Phys.Org. , 9 декабря 2014 г.
Доступно по адресу: http://phys.org/news/2014-12-what-is-heat-conduction.html

Что вы подразумеваете под теплопроводностью? Получено из определения теплопроводности

Thermtest База данных термических свойств материалов. Список теплопроводности

Как рассчитать значения изоляции?

R-значение

R-значение или коэффициент теплопроводности указывает, насколько хорошо определенный материал сохраняет тепло.Чем выше значение R, тем лучше изолирует материал. Для расчета значения R используется следующая формула:

Значение R = толщина изоляции / значение

Пример: 10 см изоляционного материала с 0,05 Вт / мК дает значение R 2 м ² K / Вт .

Чем лучше изоляционный материал (ниже), тем тоньше должен быть слой изоляции для достижения того же результата с точки зрения теплоизоляции.

Значение U

Значение U или коэффициент теплопередачи противоположен значению R:

U = 1 / R.
Значение R, равное 2, соответствует значению U 1/2 = 0,5.

Если R-значение материала неизвестно, U-значение может быть рассчитано с использованием ƛ-значения. Для этих расчетов используется следующая формула:

Значение U = значение ƛ / толщина изоляции

Значение лямбда выражается в Вт / мК, а толщина изоляции выражается в м.Соотношение этих двух цифр (коэффициент теплопередачи) выражается в Вт / м ² K, что означает количество ватт (Вт) на квадратный метр (/ м ²) при разнице температур, равной 1. степень Кельвина (K). Применительно к значению U _w (в данном случае U-значению стеклянной конструкции) эта цифра показывает, сколько тепла теряется между двумя сторонами стеклянной конструкции в секунду, на 1 м ² и на градус разницы температур.

Значение К

К-значение или К-уровень используется для измерения общего уровня изоляции здания.K-уровень рассчитывается на основе изоляции различных компонентов (U-значения) и компактности дома (отношение теплопотерь защищенного объема / площади поверхности). Чем компактнее дом, тем легче достичь желаемого уровня К. Таунхаус легче утеплить, чем отдельно стоящую виллу. Правительство устанавливает стандарты для K-level. Тройное остекление и алюминиевые профили с термическим разделением являются прочной основой для достижения минимально возможного уровня K, что означает лучшую изоляцию здания.

Какова теплопроводность полиуретана?

Теплопроводность — это физическое свойство, которое проявляется в любом материале, включая полиуретан, и оно измеряет теплопроводность через него, или, другими словами, перенос тепловой энергии через тело. Это движение энергии создается разностью температур , поскольку, согласно второму закону термодинамики, тепло всегда течет в направлении самой низкой температуры.

Когда изолирует здание , важно знать теплопроводность используемых материалов, поскольку от этого будет зависеть их энергоэффективность и тепловой комфорт . Например, металлы имеют более высокую теплопроводность, чем дерево, но изоляционные материалы, такие как стекловолокно или полиуретан, имеют более низкую теплопроводность.

Значение теплопроводности в утеплении зданий

Поведение теплоизоляции является ключом к достижению целей Европейского Союза по энергосбережению на 2020 год .Как в одноэтажных, так и в многоэтажных зданиях материалы, из которых изготовлено ограждение, определяют потребление энергии. Следовательно, если мы хотим, чтобы улучшил энергоэффективность зданий , одним из физических свойств, которые будут определять, является ли материал хорошей теплоизоляцией или нет, является теплопроводность.

Если вы сравните теплопроводность основных материалов , используемых в строительстве , вы можете проверить, как в зависимости от выбора материалов уровень теплопроводности будет напрямую влиять на теплоизоляцию дома .Например, традиционные материалы, такие как кирпич, древесная стружка или бетон, имеют более высокий уровень теплопроводности, чем изоляционные материалы, такие как полиуретан или полистирол.

Материал	Теплопроводность
Кирпич	0.49-0.87 км / Вт
Бетонный блок	0-35-0.79 км / Вт
Пенополистирол	0.031-0.050 км / Вт
Экструдированный полистирол	0,029-0,033 км / Вт
Полиуретановые системы	0,022-0,028 км / Вт
Минеральная вата	0,031-0,045 км / Вт
Вспученный перлит	0,040-0,060 км / Вт
Древесная щепа	0.038-0.107 км / Вт

Теплопроводность полиуретана

Полиуретановые системы являются одними из материалов на рынке, которые обеспечивают лучшую теплоизоляцию при минимальной толщине . Эта характеристика возможна благодаря низкой теплопроводности полиуретана, так как хотя различия в уровнях теплопроводности между полистиролом (экструдированным и вспененным), минеральной ватой и полиуретановыми системами составляют лишь несколько десятых доли бумаги при применении в работе, такие десятичные знаки могут означать разницу в толщине на 3-4 см, чем для достижения такой же энергетической эффективности конверта.

Кроме того, полиуретановые системы (литьевые, напыленные или пластинчатые) являются оптимальным решением для теплоизоляции зданий. Помимо низкой теплопроводности, они также обеспечивают хорошее уплотнение оболочки, предотвращая проникновение воздуха и токов, возникающих в ее пустых пространствах. Это важно, потому что, если бы эти токи не были уменьшены, теплопроводность полиуретана перестала бы быть такой эффективной.

Теплопроводность целлюлозной изоляции

Теплопередача:
Основы тепломассообмена, 7-е издание.Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости США. Справочник по основам DOE, том 2 из 3, май 2016 г.
Ядерная и реакторная физика:
Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (1983).
Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Clarendon Press; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерного реактора, 1988.
Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам DOE, том 1 и 2. Январь 1993 г.
Пол Ройсс, нейтронная физика. EDP Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.
Advanced Reactor Physics:
К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.
Что такое теплопроводность | Advanced Thermal Solutions
Теплопроводность — это объемное свойство, которое описывает способность материала передавать тепло.В следующем уравнении теплопроводность — это коэффициент пропорциональности к . Расстояние теплопередачи определяется как † x , которое перпендикулярно области A . Скорость передачи тепла через материал составляет Q , от температуры T ₁ до температуры T ₂, когда T ₁> T ₂ [2].

Рисунок 1.Процесс теплопроводности от горячей (T1) к холодной (T2) поверхности
Теплопроводность материалов играет важную роль в охлаждении электронного оборудования. От кристалла, в котором выделяется тепло, до шкафа, в котором размещена электроника, теплопроводность и, как следствие, теплопроводность являются неотъемлемыми компонентами общего процесса управления температурой.
Путь тепла от матрицы к внешней среде — сложный процесс, который необходимо учитывать при разработке теплового решения.В прошлом многие устройства могли работать без внешнего охлаждающего устройства, такого как радиатор. В этих устройствах сопротивление проводимости от кристалла к плате необходимо было оптимизировать, поскольку первичный путь теплопередачи находился в печатной плате. По мере увеличения уровней мощности передача тепла исключительно на плату становилась недостаточной (кредитная шакита). Большая часть тепла теперь рассеивается непосредственно в окружающую среду через верхнюю поверхность компонента. В этих новых более мощных устройствах важно низкое сопротивление перехода к корпусу, а также конструкция присоединенного радиатора.
Чтобы определить важность теплопроводности материала в конкретном приложении управления температурой (например, теплоотвод), важно разделить общее тепловое сопротивление, связанное с кондуктивной теплопередачей, на три части: межфазное сопротивление, сопротивление растеканию и сопротивление проводимости.
Интерфейсный материал улучшает тепловой контакт между несовершенными сопрягаемыми поверхностями. Материал с высокой теплопроводностью и хорошей способностью к смачиванию поверхности снижает межфазное сопротивление .
Сопротивление растеканию используется для описания теплового сопротивления, связанного с небольшим источником тепла, соединенным с большим радиатором. Среди прочего, теплопроводность основания радиатора напрямую влияет на сопротивление растеканию.
Сопротивление проводимости — это мера внутреннего теплового сопротивления в радиаторе, когда тепло передается от основания к ребрам, где оно рассеивается в окружающую среду. Что касается конструкции радиатора, сопротивление теплопроводности менее важно в условиях естественной конвекции и низкого расхода воздуха и становится более важным при увеличении расхода.
Общие единицы теплопроводности: Вт / мК и БТЕ / ч-фут — ^o F.
Рисунок 2. Теплопроводность тонкой пленки кремния [3].
В электронной промышленности постоянное стремление к меньшему размеру и более высокой скорости значительно уменьшило масштаб многих компонентов. Поскольку этот переход теперь продолжается от макро- к микромасштабу, важно учитывать влияние на теплопроводность и не предполагать, что объемные свойства все еще точны.Уравнения Фурье на основе континуума не могут предсказать тепловые характеристики в этих меньших масштабах. Необходимы более полные методы, такие как уравнение переноса Больцмана и решеточный метод Больцмана [3].
Влияние толщины на проводимость показано на рисунке 2. Характеризуемым материалом является кремний, который широко используется в электронике.
Рисунок 2. Теплопроводность тонкой кремниевой пленки [3]
Как и многие другие физические свойства, теплопроводность может быть анизотропной в зависимости от материала (зависит от направления).Кристаллический и графит — два примера таких материалов. Графит используется в электронной промышленности, где ценна его высокая проводимость в плоскости. Кристаллы графита обладают очень высокой проводимостью в плоскости (~ 2000 Вт / мК) из-за прочной связи углерод-углерод в их базисной плоскости. Однако параллельные базисные плоскости слабо связаны друг с другом, и теплопроводность, перпендикулярная этим плоскостям, довольно низкая (~ 10 Вт / мК) [4].
На теплопроводность влияют не только изменения толщины и ориентации; температура также влияет на общую величину.Из-за повышения температуры материала увеличивается внутренняя скорость частиц и увеличивается теплопроводность. Эта увеличенная скорость передает тепло с меньшим сопротивлением. Закон Видемана-Франца описывает это поведение путем соотнесения теплопроводности и электропроводности с температурой. Важно отметить, что влияние температуры на теплопроводность нелинейно, и его трудно предсказать без предварительного исследования. На графиках ниже показано поведение теплопроводности в широком диапазоне температур.Оба этих материала, нитрид алюминия и кремний, широко используются в электронике (рисунки 3 и 4 соответственно).
В будущем более мощные процессоры с несколькими ядрами еще больше подтолкнут потребность в улучшенной теплопроводности. Следовательно, стоит также изучить другие области исследований и разработок в области повышения теплопроводности для существующих материалов, используемых в корпусах электроники. Одной из таких областей является влияние нанотехнологий на теплопроводность, где углеродные нанотрубки показали значения проводимости, близкие к проводимости алмаза из-за большой длины свободного пробега фононов [7].Разработка новых и улучшение существующих материалов приведет к более эффективному управлению температурой, поскольку рассеиваемая мощность устройства постоянно растет.
Артикул:
1. Теплопроводность, Американский научный словарь наследия, Houghton Mifflin Company
2. Моран М., Шапиро Х., Основы инженерной термодинамики, стр. 47, 1988 г.
3. Гай С., Ким В., Чанг П., Амон К., Джон М., Анизотропная теплопроводность наноразмерных ограниченных тонких пленок через решетку Больцмана, Химическая инженерия, Университет Карнеги-Меллона, ноябрь 2006 г., стр.2006
4. Норли Дж., Роль природного графита в охлаждении электроники, Охлаждение электроники, август 2001 г.
5. Слак, Г.А., Танзилли Р.А., Поль Р.О., Вандерсанде Дж. В., Дж. Phys. Chem. Твердые тела 48, 7 (1987), 641-647
6. Глассбреннер, К. и Слак, Г., Теплопроводность кремния и германия от 3 ° К до точки плавления, Physical Review 134, 4A, 1964
7. Бербер С., Квон Ю., Томанек Д., Необычно высокая теплопроводность углеродных нанотрубок, Physical Review Letters, Том 84, № 20, стр. 4613-4616, 2000 г.
.

Толщина изоляционного материала (мм)	Тепловое сопротивление (м2-К / Вт)
20	0,85
25	1.05
30	1,30
40	1.70
50	2,15
55	2,35
60	2,60
65	2,80
70	3,00
75	3,25
80	3,45
90	3,90
95	4,10
100	4.30
105	4,55
110	4,75
115	5,00
120	5,20
125	5,40
130	5,65
135	5,85
140	6,05
145	6,30
150	6.50
155	6,700