Теплопроводность строительных материалов — таблица утеплителей, сравнение

Процесс строительства любого жилого или промышленного объекта начинается с разработки проекта. В нем необходимо предусмотреть взаимное расположение всех элементов конструкции, а также учесть качество применяемых материалов. Все они обладают разными физическими характеристиками. В каждом случае производители предусматривают коэффициенты теплопроводности строительных материалов.

Благодаря знанию данного параметра быстрее проводится разработка и постройка зданий, обеспечивающих экономию ресурсов. Внутри помещений образуется приятный микроклимат не только зимой, но и летом. Часто в таком случае помогает таблица теплопроводности материалов. В нее входят наиболее популярные строительные компоненты.

Определение базового понятия

Теплопроводность строительных материалов характеризуется возможностью перераспределения энергии от более теплых частиц к более прохладным участкам. Перераспределение будет происходить до тех пор, пока не сформируется тепловой баланс. Фактически на всех участках конструкции будет единая температура.

Явление имеет актуальность для всех ограждающих элементов домостроения, которыми являются:

• наружные стены;
• внутренние перегородки;
• пол;
• крыша;
• потолок и другие перекрытия.

Теплопроводность утеплителей определяется временем, в течение которого за счет теплопередачи температурные условия внутри здания станут соответствовать условиям снаружи. Оптимальным является наиболее продолжительный процесс, растянутый на длительный временной интервал. В таком случае за счет применяемых материалов и фактур удастся оптимизировать расходы на эксплуатацию.

Сравнение показателей теплосбережения разных стройматериалов

Определяя, например, теплопроводность пенополистирола или каких-либо экструдированных его разновидностей, необходимо знать, что данный параметр позволяет определять какое количество тепловой энергии за установленную единицу времени проходит сквозь единицу поверхности. Применяется исчисление Вт/(м*градус). Соответственно, чем численное значение больше, тем эффективнее проводится тепло через указанное вещество, а все процессы, связанные с теплообменом станут проходить быстрее.

Создавая проект дома, бани, гаража или иной бытовой постройки, нужно самостоятельно учитывать данный фактор. При этом подбирать утеплители необходимо с минимальными значениями проводимости тепла.

Некоторые примеры практического применения

Практическая ценность такого знания заключается в том, чтобы сравнивать разные материалы всевозможной толщины с другими, определяя оптимальные параметры. Так теплопроводность пенопласта 50 мм в сравнении с кирпичной двухрядной кладкой будет примерно равной. Это значит, для того чтобы создать стену из кирпича сопоставимую с 10 см пенопласта, необходимо выкладывать ее в 4 кирпича, что является весьма затратным и нерациональным по использованию ресурсов.

Коэффициент теплопроводности кирпичей

Для сухой сосны коэффициент передачи тепла равен 0,17 Вт(м*град), а для пенобетона значение – 0,18, что является весьма близким. В таком случае оба вещества способны хранить тепло с идентичной способностью. Необходимо учитывать не только фактуру сырья, из которого изготовлена Важно! термическая отделка, но и его форму.

Примером служит разница пустотелого и полнотелого кирпича. В первом случае коэффициент составит 0,55, а во втором – 0,80 Вт(м*град). Наличие воздушной прослойки внутри блоков позволило почти в полтора раза повысить эффективность термоизоляции.

На практике опытные строители с успехом комбинируют различные материалы, используя их позитивные качества. Когда дом выложен из прочного кирпича, то для его утепления можно задействовать пенопласт. Его применяют снаружи и внутри здания, создавая многослойную конструкцию. Строители любят монтировать пенополистирол, так как он имеет один из минимальных коэффициентов, составляющий 0,03 Вт(м*град).

Взамен дорогим и долго строящимся домам из кирпичной кладки, приходят более прогрессивные технологии. Даже еще недавно популярные монолитные либо панельно-каркасные постройки уходят в прошлое. Их место занимают  здания из ячеистого бетона. Он обладает показателями, сопоставимыми с характеристиками древесины. Стены не подвергаются сквозному промерзанию даже во время лютых морозов.

Шкала толщины стройматериалов при идентичных коэффициентах

Актуальный принцип применяется во время возведения каркасных легких домов, также его задействуют при возведении коттеджей, крупных складов, загородных супер- и мегамаркетов, всевозможных промышленных построек. При соблюдении технологии возведенное подобным образом здание из современных строительных материалов с минимальным коэффициентом проводимости можно эксплуатировать в различных климатических условиях.

Для щитовых конструкций формируют заготовки из листов OSB, между которыми крепится минвата или экструдированный пенополистирол. Такие стены вполне справляются с функцией по созданию комфортного микроклимата внутри помещения.

ВИДЕО: Как сделать теплотехнический расчет дома

Что может повлиять на изменение характеристик

На коэффициент теплопроводности могут оказывать влияние разные технологические факторы:

Пористость

Образуемые технологические пустоты внутри базового вещества не допускают однородности фактуры. В процессе прохода тепловой струи часть энергии передается в газовые пустоты. Так как установлено, что сухой воздух имеет коэффициент 0,02 Вт(м*град), то чем больше в фактуре пустот, тем будет больше понижаться коэффициент передачи тепловой энергии.

Пористый камень

Размеры пор

Наибольшей эффективностью обладают малые замкнутые поры. За счет них существенно снижается скорость теплового потока. Для случаев с крупными порами необходимо добавлять явление перемещение тепла при помощи конвекции.

Плотность материала

Высокое значение данного показателя характеризуется достаточно близким расположением частиц внутри вещества. Таким образом между его составляющими тепло перемещается достаточно быстро. Для определения зависимости между плотностью и теплопроводностью используются специальные справочники.

Уровень влажности

Необходимо учитывать, что вода в чистом виде обладает теплопроводностью со значением 0,6 Вт/(м*град). Когда утеплитель промокает, то это значит, что на место воздушных ячеек проникает влага. Так как воздух имеет коэффициент 0,02, а вода 0,6, то структура теряет изоляционные свойства пропорционально степени увлажнения. Часто эта зависимость не линейная, а экспоненциальная.

Температура окружающей среды

Также оказывает влияние на итоговое значение. Для расчета берется формула λ=λо*(1+b*t), в которой под λо подразумевается коэффициент теплопроводности при нулевой температуре, b – определенная справочная величина термокоэффициента, а t – действующее значение в градусах Цельсия.

Имеет значение и то, где установлен утеплитель, чтобы увеличить или уменьшить показатели паропроницаемости и проводимости тепла

Чтобы обеспечить правильные параметры по теплоизоляции для здания, необходимо соблюдать действующие нормативные акты, к которым относятся следующие:

• СП 23-101-2004 – используются в процессе создания проектов тепловой защиты;
• СНиП23-01-99 – устанавливают параметры строительной климатологии;
• СНиП 23-02-2003 – необходимы при актуальных расчетах термической защиты зданий.

Таблица теплопроводности строительных материалов

ВИДЕО: Из чего стоит дом построить

сравнение, эквивалент толщины кирпичной кладки

Сколько заменяет кирпича Пеноплекс? Последнее — это не название строительного материала. Так звучит один из самых популярных брендов, выпускающих полимерные теплоизоляционные плиты. Здесь имеется в виду пенополистирол экструдированный, один из лучших утеплителей, существующих на данный момент. Стоит разобраться, в каком отношении его можно сравнивать с кирпичом.

Преимущества пеноплекса.

Уточнение терминов

Прежде всего нужно понять, в какой степени пенополистирол может заменить кирпичную кладку. Это абсолютно разные строительные материалы.

Учитывая, что оба материала принимают участие в устройстве наружных стен зданий, между ними уместно только одно сравнение — по теплопроводности. Именно эта характеристика имеется в виду при постановке вопроса, но его нужно правильно переформулировать: какая толщина Пеноплекса и кирпича создаст одинаковое термическое сопротивление. По остальным характеристикам сравнение не в пользу полимера.

Показатели теплопроводности

Виды и назначение пеноплекса.

Способность сопротивляться прохождению потока тепловой энергии характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, выражаемом в единицах Вт/м²°C. Как правило, продавцы различных утеплителей предоставляют значение этого коэффициента для изделий в сухом состоянии. В то же время нормативные документы предписывают вести расчет по реальным эксплуатационным показателям, значения которых не настолько впечатляющие.

Рассматриваемые материалы выпускаются нескольких разновидностей. Кирпич изготавливается из разных материалов и по различным технологиям. Марки экструзионного пенополистирола отличаются по плотности, что влияет на его теплопроводность. Эксплуатационные тепловые показатели для изделий разных видов выглядят так:

• кладка из кирпича керамического полнотелого, λ=0,7 Вт/м²°C;
• то же, из силикатного, λ=0,76 Вт/м²°C;
• кирпичная кладка из керамических пустотелых изделий плотностью 1000 кг/м³, λ=0,47 Вт/м²°C.

График видов теплоизоляционных материалов.

В перечне приведены значения для готовой кирпичной кладки, возведенной на цементно-песчаном растворе. На других типах растворов показатели будут немного отличаться. Характеристики экструзионного пенополистирола различной плотности разительно отличаются в меньшую сторону:

• Пеноплекс плотностью 30 кг/м³, λ=0,037 Вт/м²°C;
• то же, плотностью 50 кг/м³, λ=0,038 Вт/м²°C.

Заметно, насколько теплопроводность полимерного утеплителя меньше, нежели у кирпичной стены. Но эти цифры абстрактны и потому для обычного человека малопонятны. Чтобы разобраться в ситуации, надо привести все показатели к одному понятию — толщине. Для этого необходимо определить еще одну характеристику — сопротивление теплопередаче R, выражаемой в единицах м²°C/Вт.

Расчет толщины

Сопротивление теплопередаче R привязано к толщине строительной конструкции, а его минимальная величина, установленная нормативными документами, изменяется в зависимости от климатических условий в регионе. Например, в южных районах Российской Федерации стены жилых зданий должны обладать сопротивлением передаче тепла не ниже 2,1 м²°C/Вт. Эту величину предлагается взять за основу и просчитать, сколько кирпича и Пеноплекса понадобится для ее соблюдения. Минимальный показатель рассчитывается по формуле:

Схема утепления.

δ=Rxλ, где:

• δ — значение толщины стеновой конструкции, м;
• λ — теплопроводность материала, из которого построена стена, Вт/м²°C.
• R — сопротивление теплопередаче, в примере оно равняется 2,1 м²°C/Вт.

Если взять коэффициент теплопроводности обычной кирпичной кладки λ=0,7 Вт/м²°C, то в южных районах РФ толщина стен из керамического изделия должна составлять: δ=2,1х0,7=1,47 м.

Та же стена, но сделанная из Пеноплекса плотностью 30 кг/м³, будет иметь толщину: δ=2,1х0,037=0,077 м, или 77 мм.

Разница между материалами составит 1,47/0,077=19. Во столько раз кирпичная кладка должна быть толще слоя пенополистирола, чтобы выйти на один и тот же показатель тепловой изоляции здания. Полная картина, показывающая сравнение разных видов кирпичных стен и полимерных утеплителей, отражена в таблице:

Материал конструкции	Кладка из красного полнотелого кирпича	Конструкция из белого изделия	Стенка из красного пустотелого изделия	Пеноплекс плотностью 30 кг/м3	Пеноплекс плотностью 50 кг/м3
Толщина, соответствующая термическому сопротивлению 2,1 м2°C/Вт	1,47 м	1,6 м	0,99 м	77 мм	80 мм

Теперь в таблице наглядно показано, насколько отличается кирпичная стена от экструдированного пенополистирола по теплопроводности в худшую сторону.

Нетрудно сделать вывод, что для соблюдения строительных норм по энергосбережению эти материалы необходимо скомбинировать, существовать по отдельности в виде стеновой конструкции они не могут.

//www.youtube.com/watch?v=Fiv2o06iaQs

Кирпичу не хватает теплоизоляционных свойств, а Пеноплексу — несущей способности. Вместе они дадут прекрасный результат: кладку в 1,5 полых изделия достаточно утеплить листами пенополистирола 50 мм, а общее сечение ограждения выйдет всего 0,43 м.

расчет и сравнение со значением для кирпича, минваты и дерева

Утепление дома можно провести различными способами, например, с помощью пенопласта, который отличается высокими эксплуатационными характеристиками. К ним относятся: практичность, экологичность, небольшой вес, простота монтажа, невосприимчивость к перепадам температуры, а также доступная цена. Но главное преимущество — низкая теплопроводность пенопласта, позволяющая добиться отличного энергосбережения.

От чего зависят характеристики материала?

На способность проводить тепло влияет немало факторов, в частности:

• Толщина слоя. Иногда, чтобы добиться качественного энергосбережения, приходится применять большое количество изоляции. К примеру, теплопроводность пенопластовых плит 5 см будет ниже, чем 1 см при одинаковых показателях плотности.
• Строение. Пористая структура приводит к усилению изоляционных свойств, ведь в ячейках содержится воздух, прекрасно сохраняющий тепло.
• Влажность. Плиты во время хранения нужно оберегать от воздействия влаги. Связано это с тем, что жидкость не слишком благоприятно влияет на характеристики теплоизоляционных пенопластов: чем больше её скапливается, тем хуже.
• Средняя температура слоя. Её увеличение приводит к ухудшению эффективности использования изолятора.

Виды пенопласта и их показатели

На строительном рынке представлено огромное количество плит утеплителей. В целом, полистерольный пенопласт имеет низкую теплопроводность, но она меняется в зависимости от его вида. Примеры: листы с маркировкой ПСБ-С 15 обладают плотностью до 15 кг/м3 и толщиной от 2 см, при этом, описываемый показатель составляет до 0,037 Вт/(м*К) при температуре окружающей среды 20-30 °С. Его значение для листов 2-50 см с маркировкой ПСБ-С 35, плотностью не более 35 кг/м3 и 16-25 кг/м3 маркировки ПСБ-С 25 того же размера — 0,033 Вт/(м*К) и 0,035 Вт/(м*К) соответственно.

Лучше всего зависимость теплопроводности утеплителя из пенопласта от его толщины прослеживается при его сравнении с различными материалами. Так, лист 50-60 мм заменяет в два раза больший объём минеральной ваты, а 100 мм эквиваленты 123 мм вспененного пенополистирола, имеющего примерно схожие характеристики. Сильно проигрывает и базальтовая вата. А вот теплопроводность Пеноплекса несколько ниже, чем у пенопласта: для того, чтобы получить нормальные температурные условия в помещении, потребуется 20 и 25 мм соответственно.

Как определить, какие листы покупать?

Чтобы наиболее эффективно применить тот или иной способ изоляции, необходимо выбрать правильные размеры материала. Расчёты выполняются по следующему алгоритму:

• Узнать общее теплосопротивление. Это неизменная величина, которая зависит от климата в конкретном регионе. Например, для южных областей России она равняется 2,8, а для Средней полосы — 4,2 кВт/м2.
• Вычислить теплосопротивление самой стены по формуле R = p / k, что можно сделать, зная её толщину (р) и коэффициент способности проводить тепло (k).
• Исходя из постоянных показателей, узнать, какое значение сопротивления должно быть у изоляции.
• Вычислить требуемую величину по формуле p = R * k, где R — значение из предыдущего шага, а k — расчетный коэффициент теплопроводности для пенопласта.

В качестве примера стоит выяснить, какой необходим слой плит, имеющих плотность 30 кг/м3 для стены в один кирпич (около 0,25 м) в одном из южных регионов. Общее теплосопротивление не должно быть меньше 2,8 кВт/м2, притом, что коэффициент, определяемый по специальным таблицам, составляет 0,047 (Вт/м*к). Теперь нужно узнать другие параметры.

Коэффициент для силикатного кирпича k = 0,7 (Вт/м*к). Следует вычислить его теплосопротивление:

R = 0,25 / 0,7 = 0,36 (кВт/м2).

Тот же показатель рассчитывается и для утеплителя:

R = 2,8 – 0,36 = 2,44 (кВт/м2).

Остаётся узнать толщину изоляционного слоя:

p = 2,44 * 0,047 = 0,11 м.

Также можно вычислить это значение для других условий, например, для стены 0,51 м подходит изоляция в 70 мм. Таким образом, при подборе необходимых размеров пенопласта, экономится время и средства на укладку стены. Так, 10 см материала плотностью 15-17 кг/м3 заменяет кладку в один кирпич, а если взять более плотные листы, это позволит обойтись без двух рядов камня. Традиционно считается, что 2 см утеплителя эквивалентны около 50 см кирпича.

теплопроводность листового утеплителя и другие характеристики, сколько штук в упаковке, где применяется

Лидером среди теплоизоляторов на протяжении многих лет остается пенополистирол 50 мм – универсальный в применении и доступный по цене материал.

Пенополистирол 50 мм: характеристики и применение популярного теплоизолятора

Сам материал представляет собой плотно спрессованные полистирольные ячейки, наполненные воздухом.

Благодаря особенностям своего состава и строения, ППС имеет следующие характеристики:

• легкий вес;
• хорошая влагоустойчивость;
• низкий показатель теплопроводности.

Все это позволяет материалу надежно защищать конструкции от промерзания и сырости.

Толщина утеплителя может быть различной, но оптимальной считается именно 50 мм – такого слоя вполне достаточно для того, чтобы сохранить тепло внутри помещения. Для сравнения: чтобы достичь подобного эффекта, понадобится 95 мм минеральной ваты.

Реализуется пенопласт плитами, размером 1х1 или 1х2 м по 8 штук в упаковке.

Достоинства и недостатки материала

Полистирольный утеплитель обладает следующими преимуществами:

• не создает дополнительную нагрузку на фундамент постройки и несущие конструкции;
• долговечность – срок службы материала составляет не менее 40 лет, при этом, он не утрачивает своих характеристик;
• удобство при транспортировке и установке;
• хорошая адгезия и взаимодействие с клеевыми составами;
• устойчивость к температурным перепадам и воздействию большинства агрессивных сред.

Также большинство современных видов пенополистерольных утеплителей обрабатываются специальными составами, защищающими материал от грызунов и вредителей.

В то же время, есть у пенополистирола и недостатки.

• Низкая паропроницаемость. Во избежание скапливания пара внутри помещения при использовании пенопласта в качестве утеплителя, необходимо оборудовать хорошую приточно-вытяжную вентиляцию.
• Нестойкость к воздействию УФ-излучения. По этой причине пенопласт необходимо скрывать от воздействия солнечных лучей.
• Утрата эксплуатационных качеств при взаимодействии с растворителями, что не позволяет наносить на ППС лакокрасочные материалы.
• Низкая устойчивость к внешним механическим воздействиям. Пенопласт достаточно хрупкий материал, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать осторожность, чтобы он не сломался и не дал трещин.

Наличие последних способно значительно повлиять на качество ППС, увеличив теплопроводность и риск проникновения влаги.

Токсичен не сам материал, а испарения стилола, которые со временем уменьшаются и не превышают предельно допустимых и безопасных для человека. Поэтому специалисты советуют использовать ППС, который достаточно долго «вылежался» на складе. Горючесть пенополистирола зависит от технологии производства. Например, полимерные гранулы, заполненные углекислым газом, имеют способность самозатухать.

Марки, их характеристики и применение

Современные производители предлагают листовой 50 мм пенополистирол различных марок, отличающихся по плотности материала.

• ПСБ-С15 (плотность 11-15 кг/м3). Такой материал проводит менее 0,037-0,04 Вт/м°С и способен выдержать сжатие не более 40 кПа.

• ПСБ-С25 (16-25 кг/м3) с показателем теплопроводности 0,038 Вт/м°С и прочностью до 100 кПа.

• ПСБ-С35 (от 25 кг/м3). Данная марка пенополистирола обладает теплопроводностью 0,035-0,039 Вт/м°С и способна выдерживает нагрузку до 140 кПа.
• ПСБ-С50 (40-45 кг/м3). Теплопроводность этого вида ППС – 0,04-0,043 Вт/м°С, прочность – до 60 кПа.

Буква «С» в маркировке свидетельствует о том, что при производстве были использованы антипирены – вещества, повышающие пожаробезопасность материала.

У каждой марки ППС есть свое применение. Например, ПСБ-С15 используется в небольших конструкциях при внутренней теплоизоляции частных домов. ПСБ-С25 применяют для внешних теплоизоляционных работ на более крупных объектах, ПСБ-С35 подходит для утепления фасадов и напольных.

Что касается наиболее плотных листов пенополистирола толщиной 50 мм, то их, чаще всего, используют при формировании дорожного покрытия. В частном строительстве этот вид ППС не востребован из-за достаточно высокой стоимости.

Подробнее о том, что такое пенополистирол и как его производят, вы узнаете далее.