Таблица теплопроводности различных утеплителей и материалов

Экономия энергии — это уже не мода, а необходимость. Рост цен на энергоносители и сокращение выбросов углекислого газа заставляет заботиться о проблемах теплоизоляции. Количество теплопотерь через ограждающие конструкции зависит не только от их толщины, но и от материалов, из которых они изготовлены. Для расчёта этих потерь при проектировании зданий инженеры используют таблицу теплопроводности материалов и утеплителей.

Проблемы утепления

В нашей стране строители вынуждены бороться с низкими температурами, холодными ветрами, высокой влажностью и другими неблагоприятными погодными условиями. Для комфортной работы и жизни требуются здания с хорошим климатом в помещениях, не зависящим от времени года. Сейчас невозможно массовое строительство стен из кирпича или камня метровой толщиной, потому что это будет недёшево и вряд ли найдётся достаточно покупателей на такие тяжёлые и дорогие здания. Лучший способ сохранить тепло в зимнее время и не впустить его в летнее — использовать в строительстве современные теплоизоляционные и ограждающие материалы.

Устройство тёплых стен было бы несложной задачей, если бы существовал материал твёрдый как камень, тёплый как пух и дешёвый как воздух. Но чудес не бывает, поэтому современные ограждающие конструкции представляют собой пирог из оболочек: одни ограничивают утечку воздуха, другие защищают от погодных условий, третьи держат нагрузку. Задача эффективно предотвращать передачу тепла через них решается созданием теплоизоляционного слоя.

В этом видео вы узнаете, какой утеплитель лучше:

Главный вопрос устройства такого барьера заключается в правильном выборе материала для него. Утеплитель должен удовлетворять требованиям технологий монтажа, строительным нормам, проектной стоимости и соответствующим показателям таблицы коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов. В качестве строительных теплоизоляторов сейчас широко применяются:

• пенополимеры с открытыми и закрытыми порами;
• минеральные ваты из шлака, стекла или камня.

Перечисленные материалы производятся в большом разнообразии свойств и по различным технологиям, в качестве изделий или сырья для производства непосредственно на площадке. Это вызвано широким спектром требований при решении строительных задач, которые не ограничиваются вопросом о том, какая теплопроводность лучше. Основные качества, которыми должен обладать утеплитель, можно свести к следующему перечню:

• низкая и неизменная в течение всего срока эксплуатации теплопроводность;
• стойкость к заданным влажностным и температурным режимам;
• нейтральность по отношению к изолируемым объектам;
• устойчивость к температурным деформациям;
• прогнозируемость жизненного цикла (утеплителя он не должен быть ниже, чем у изолируемого объекта);
• технологичность для применения в конкретном случае.

Ориентиром для выбора утеплителя по его изоляционным свойствам и для определения его количества служат таблицы теплоизоляционных материалов.

Физика теплообмена

Явление теплообмена как способа передачи энергии способно произойти лишь в присутствии разницы температур. Существует три вида теплообмена в природе:

• конвекция;
• излучение;
• теплопроводность.

Конвекция осуществляется за счёт перемещения тёплых и холодных потоков в жидких и газообразных средах. Например, комнатный воздух, нагретый от контакта с горячим радиатором, благодаря расширению, становится легче и поднимается в вверх, уступая место холодному. Такой процесс будет продолжаться непрерывно, пока существует разница температур в помещении. Наблюдаемый столб дыма из трубы — хорошая иллюстрация конвективного теплообмена.

Излучение — это способ распространения тепловой энергии в виде электромагнитных волн. Все тела вокруг нас являются источниками излучения, степень и интенсивность которого зависит от их температуры. Часть излучения от тел с высокой температурой можно видеть невооружённым глазом, некоторые тела настолько слабо испускают тепло, что его можно зарегистрировать только с помощью тепловизора.

Теплопроводность происходит за счёт передачи энергии между соседними твёрдыми частицами. Нагрев или охлаждение одного участка твёрдого тела вызовет распределение тепла внутри тела до выравнивания температуры в нём. Погруженные в кипяток деревянная чайная и металлическая ложки нагреются неодинаково. Это происходит потому, что различные материалы по-разному проводят тепло. Некоторые интенсивно, а некоторые настолько плохо, что могут служить в качестве тепловых барьеров.

Коэффициент лямбда для материалов

Способность материала проводить тепло определяется коэффициентом теплопроводности и обозначается греческой буквой лямбда. Значение коэффициента соответствует количеству тепла в Ваттах, проходящему через однородный образец площадью 1 м² и толщиной 1 м при разнице температур в 1 К за одну секунду.

Чем ниже меньше эта величина, тем качественней изолятор. Значения лямбды для конкретных материалов получают с помощью специализированных тестов, позволяющих осуществлять точный замер тепла, переданный образцом конкретного материала. Этот показатель является основным для теплоизоляторов и позволяет сравнить их характеристики с целью определения применимости для тех или иных задач. Таблица коэффициентов теплопроводности утеплителей, выраженной в Вт/(м²×К), выглядит так:

Очевидно, что современные утеплители обладают довольно внушительными показателями. Для сравнения: коэффициент теплопроводности железобетона и стекла (2,5 и 1, соответственно) в десятки раз превышает любой показатель, приведённый в таблице. Это объясняется тем, что в материалах, применяемых в качестве утеплителей, используются хорошие термоизоляционные свойства воздуха и других газов с большой молекулярной массой. Почти все без исключения искусственные и природные утеплители представляет собой открыто или закрыто пористые структуры.

Широкий разбег значений, приведённых в общей таблице, объясняется тем, что сравнительные характеристики теплоизоляционных материалов одного типа могут сильно отличаться из-за технологии изготовления и производителя. Точные значения лучше уточнять для конкретной торговой марки и артикула. Это обязательно нужно учитывать при выборе утеплителя.