Основные тенденции современного строительства — строительство домов с максимальной энергоэффективностью. То есть с возможностью создавать и поддерживать комфортные условия проживания с минимальными затратами энергии. Понятно, что многим нашим строителям, возводящим жилую недвижимость собственными силами, еще далеко до таких показателей, но за это всегда нужно бороться.
Теплопроводность строительных материалов
В первую очередь это касается минимизации тепловых потерь через конструкции здания. Это снижение достигается за счет эффективной теплоизоляции, выполненной на основе теплотехнических расчетов. В идеале проектирование должно выполняться специалистами, но обстоятельства часто вынуждают домовладельцев брать такие проблемы в свои руки. Это означает, что вам необходимо иметь общее представление об основных понятиях теплотехники. Прежде всего: что такое теплопроводность строительных материалов, как ее измеряют, как рассчитывают.
Если вы позаботитесь об этих «основах», вам будет легче серьезно, компетентно, а не по прихоти, решать проблемы отопления дома.
Что такое теплопроводность, какими единицами измерения она описывается?
Если не учитывать некоторые теоретические условия, в действительности все физические тела, жидкости или газы обладают способностью передавать тепло. Другими словами, чтобы было понятнее, если объект начинает нагреваться с одной стороны, он становится проводником тепла, нагреваясь и далее передавая тепловую энергию. То же и с охлаждением, только с «обратным знаком».
Даже на уровне простой повседневной жизни каждый понимает, что эта способность выражается в разных материалах в самой разной степени. Например, одно дело — перемешать на плите горячее блюдо деревянной лопаткой, а другое — металлической ложкой, которая практически мгновенно нагреется до такой температуры, что ее невозможно будет держать в руках. Этот пример наглядно показывает, что теплопроводность металла во много раз выше, чем у дерева.
«Практическое применение» огромной разницы в теплопроводности материалов: под скобу металлической крышки сковороды проскользнула пробка. С посуды можно снять такую крышку, чтобы она кипела на плите голыми пальцами, не опасаясь ожогов.
И таких примеров множество, буквально на каждом шагу. Например, прикоснитесь к обычной деревянной двери в комнате рукой и прикрутите к ней металлическую дверную ручку. Похоже, ручка круче. Но этого не может быть: все предметы в комнате имеют примерно одинаковую температуру. Просто металл в ручке быстрее рассеивает тепло тела, в результате возникает ощущение более холодной поверхности.
Коэффициент теплопроводности материала
Мнение эксперта:
Афанасьев Э.В.
Главный редактор проекта «Стройдай.ру». Инженер.
Есть специальный блок, который характеризует любой материал как проводник тепла. Он называется коэффициентом теплопроводности, обычно обозначается греческой буквой λ и измеряется в Вт / (м × ℃). (Во многих формулах вместо градусов Цельсия ℃ градусов Кельвина указывается K, но это не меняет сути).
Этот коэффициент показывает способность материала передавать определенное количество тепла на определенное расстояние за единицу времени. Причем этот показатель характеризует именно материал, то есть без привязки к какому-либо измерению.
Эти коэффициенты рассчитываются практически для всех зданий и других материалов. Ниже в этой публикации представлены таблицы для различных групп: строительные растворы, бетон, кирпич и кладка, изоляция, дерево, металлы и так далее. Достаточно даже беглого взгляда, чтобы понять, чем могут отличаться эти коэффициенты.
Чаще всего производители стройматериалов того или иного назначения указывают коэффициент теплопроводности в ряде характеристик паспорта.
Материалы, обладающие высокой теплопроводностью, например металлы, часто используются в качестве радиаторов или теплообменников. Классический пример — радиаторы отопления, у которых чем лучше их стенки передают тепло теплоносителя, тем эффективнее их работа.
Но для большинства строительных материалов ситуация обратная. То есть, чем ниже коэффициент теплопроводности материала, из которого возводится условная стена, тем меньше тепла здание потеряет с наступлением холодов. Или тем меньше можно реализовать толщину стенки при той же теплопроводности.
И изображение заголовка статьи, и иллюстрация ниже показывают очень наглядные диаграммы того, как толщина стены из разных материалов будет отличаться для одинаковой способности сохранять тепло в доме. Комментарии наверное не нужны.
Одинаковая теплоизоляционная способность — и совершенно разная толщина. Хороший пример разницы в теплопроводности.
В справочной литературе не часто указывается значение коэффициента теплопроводности для одного материала, а для трех. (А иногда и больше, так как этот коэффициент может меняться с температурой). И это правильно, так как условия эксплуатации также влияют на теплопроводные качества. И в первую очередь — влажность.
Это характерно для большинства материалов: при насыщении влагой коэффициент теплопроводности увеличивается. И если цель — максимально точно выполнить расчеты применительно к реальным условиям эксплуатации, то рекомендуется не упускать из виду эту разницу.
Следовательно, коэффициент можно дать расчетным, то есть для полностью сухого материала и лабораторных условий. Но для реальных расчетов принимают его за режим работы А или за режим Б.
Эти режимы формируются закрепленными климатическими особенностями региона и особенностями эксплуатации конкретного здания (помещения).
Тип вашей климатической зоны по уровню влажности можно определить с помощью предложенной схемы карты:
Климатические зоны территории России по уровню влажности: 1 — влажный; 2 — нормальный; 3 — сухой.
Характеристики влажностного режима помещения определяются по следующей таблице:
Таблица для определения влажностного режима помещений
| Режим влажности окружающей среды | Относительная влажность воздуха в помещении: | ||
|---|---|---|---|
| до 12 ° C | с 13 до 24 | 25 ° C и выше | |
| Сухой | до 60% | до 50% | до 40% |
| Нормальный | от 61 до 75% | от 51 до 60% | от 41 до 50% |
| Влажный | 76% и более | от 61 до 75% | от 51 до 60% |
| Влажный | — | 76% и более | 61% и более |
Кстати, о влажности!..
Вы имеете представление об относительной влажности воздуха? А что должно быть в помещении для поддержания комфортного микроклимата? Если это непонятно, добро пожаловать в специальную публикацию нашего портала, посвященную приборам для измерения относительной влажности.
Затем, имея данные карт и схематических таблиц, можно по второй таблице определиться с выбором режима А или В, от которого будет зависеть реальное значение коэффициента теплопроводности.
Таблица для выбора режима работы защитных конструкций
| Режим влажности окружающей среды (по таблице) | Зоны влажности (согласно схеме) | ||
|---|---|---|---|
| 3 — сухой | 2 — нормальный | 1 — мокрый | |
| Сухой | А | А | Б |
| Нормальный | А | Б | Б |
| Мокрый или мокрый | Б | Б | Б |
именно для этого режима выбирается наиболее близкий к реальности коэффициент теплопроводности из табличных данных.
Таблицы будут показаны ниже, под теоретической частью.
Сопротивление теплопередаче
Мнение эксперта:
Афанасьев Э.В.
Главный редактор проекта «Стройдай.ру». Инженер.
Спросите у эксперта
Таким образом, коэффициент теплопроводности характеризует сам материал. Но с практической точки зрения, вероятно, важнее иметь какое-то значение, описывающее теплопроводность конкретной конструкции. То есть уже с учетом особенностей его строения и размеров.
Есть такая единица измерения и называется она сопротивлением теплопередаче. Обратный коэффициент теплопроводности можно считать, учитывая толщину материала.
Сопротивление теплопередаче (или, как его часто называют, термическое сопротивление) обозначается латинской буквой R. Если «плясать» по коэффициенту теплопроводности, то оно определяется по следующей формуле.
R = h / λ
где это находится:
R — сопротивление теплопередаче однослойной однородной защитной конструкции, м² × ℃ / Вт;
h — толщина этого слоя, выраженная в метрах;
— коэффициент теплопроводности материала, из которого состоит эта закрывающая конструкция, Вт / (м×℃).
Чаще всего в строительстве используются многослойные конструкции. Включение одного из слоев часто представляет собой изоляционный материал с очень низким коэффициентом теплопроводности, в частности, для максимального увеличения значения термического сопротивления. Дело в том, что общее значение складывается из сопротивлений всех слоев, составляющих конструкцию, которая его окружает. И к ним добавляется сопротивление пограничных слоев воздуха на внешней и внутренней поверхностях конструкции.
Формула прочности n-слойной перегородки будет следующей:
Rsum = R₁ + R₂ +… + Rn + Rai + Rao
где это находится:
Rsum — полное тепловое сопротивление конструкции защитной оболочки;
R₁… Rn — сопротивления слоев от 1 до n;
Rai — сопротивление пристенного слоя воздуха внутри;
Rao — сопротивление воздушного слоя наружной стены.
Для каждого из слоев сопротивление рассчитывается отдельно, исходя из теплопроводности материала и толщины.
Есть специальная методика расчета коэффициентов воздушных зазоров по стене снаружи и внутри. Но для упрощенных расчетов их вполне можно принять равными в сумме 0,16 м² × ℃ / Вт — серьезных ошибок не будет.
Кстати, если в конструкции перегородки предусмотрена воздушная полость, которая не сообщается с наружным воздухом, это также дает существенную прибавку к общему сопротивлению теплопередаче. Значения сопротивления теплопередаче слоев воздушной изоляции приведены в следующей таблице:
Таблица термического сопротивления закрытых полостей
| Толщина воздушного зазора, в метрах | C и D | Г▼ | ||
|---|---|---|---|---|
| tv> 0 | тв <0 | tv> 0 | тв <0 | |
| 0,01 | 0,13 | 0,15 | 0,14 | 0,15 |
| 0,02 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,19 |
| 0,03 | 0,14 | 0,16 | 0,16 | 0,21 |
| 0,05 | 0,14 | 0,17 | 0,17 | 0,22 |
| 0,1 | 0,15 | 0,18 | 0,18 | 0,23 |
| 0,15 | 0,15 | 0,18 | 0,19 | 0,24 |
| 0,2-0,3 | 0,15 | 0,19 | 0,19 | 0,24 |
| Примечания: | ||||
| В и Г ▲ — воздушный зазор вертикальный или горизонтальный, с отводом тепла снизу вверх | ||||
| Г ▼ — горизонтальный воздушный зазор с рассеиванием тепла сверху вниз | ||||
| tв> 0 ℃ — положительная температура воздуха в прослойке | ||||
| tv <0 ℃ — отрицательная температура воздуха в прослойке | ||||
| Если какая-либо из поверхностей воздушного зазора или обе одновременно приклеены алюминиевой фольгой, значение сопротивления теплопередаче считается двойным. | ||||
Таблицы коэффициентов теплопроводности различных групп строительных материалов
Таблица коэффициентов теплопроводности кирпичных кладок и каменных облицовок стен
| Название материала | Средняя плотность материала кг / м |
₀ Коэффициент теплопроводности в идеальных условиях и в сухих условиях Л / (м×℃) |
Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации A Л / (м×℃) |
Б Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации B Л / (м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Кладка полнотелого кирпича на различных растворах | ||||
| Стандартная керамика (глина) — на цементно-песчаном кладочном растворе | 1800 | 0,56 | 0,70 | 0,81 |
| Стандартный керамический шлаковый вяжущий раствор | 1700 | 0,52 | 0,64 | 0,76 |
| Стандартная керамика на основе цементно-перлитового раствора | 1600 | 0,47 | 0,58 | 0,70 |
| Силикат на цементно-песчаном кладочном растворе | 1800 | 0,70 | 0,76 | 0,87 |
| Клевер теплоизоляционный на цементно-песчаном кладочном растворе | 1200 | 0,35 | 0,47 | 0,52 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,29 | 0,41 | 0,47 |
| Шлак на цементно-песчаном кладочном растворе | 1500 | 0,52 | 0,64 | 0,70 |
| Кладка из пустотелого кирпича | ||||
| Кирпич керамический плотностью 1400 кг / м³ на цементно-песчаном кладочном растворе | 1600 | 0,47 | 0,58 | 0,64 |
| — то же, но плотностью кирпича 1300 кг / м³ | 1400 | 0,41 | 0,52 | 0,58 |
| — то же, но с плотностью кирпича 1000 кг / м³ | 1200 | 0,35 | 0,47 | 0,52 |
| Силикатный кирпич на одиннадцать ямок на цементно-песчаном кладочном растворе | 1500 | 0,64 | 0,70 | 0,81 |
| — то же, четырнадцать кабелей | 1400 | 0,52 | 0,64 | 0,76 |
| Кладка или покрытие поверхности натуральным камнем | ||||
| Гранит или базальт | 2800 | 3,49 | 3,49 | 3,49 |
| Мрамор | 2800 | 2,91 | 2,91 | 2,91 |
| Туф | 2000 г | 0,76 | 0,93 | 1.05 |
| — то же, но с плотностью | 1800 | 0,56 | 0,70 | 0,81 |
| — то же, но с плотностью | 1600 | 0,41 | 0,52 | 0,64 |
| — то же, но с плотностью | 1400 | 0,33 | 0,43 | 0,52 |
| — то же, но с плотностью | 1200 | 0,27 | 0,35 | 0,41 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,21 | 0,24 | 0,29 |
| Известняк | 2000 г | 0,93 | 1,16 | 1,28 |
| — то же, но с плотностью | 1800 | 0,70 | 0,93 | 1.05 |
| — то же, но с плотностью | 1600 | 0,58 | 0,73 | 0,81 |
| — то же, но с плотностью | 1400 | 0,49 | 0,56 | 0,58 |
Таблица коэффициентов теплопроводности бетонов различного типа
| Название материала | кг / м | ₀ Л / (м×℃) |
Л / (м×℃) | Б Л / (м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Бетон на плотном заполнителе | ||||
| Железобетон | 2500 | 1,69 | 1,92 | 2,04 |
| Бетон на натуральном гравии или щебне | 2400 | 1,51 | 1,74 | 1,86 |
| Бетон на основе природных пористых заполнителей | ||||
| Цемент пемзовый | 1600 | 0,52 | 0,6 | 0,68 |
| — то же, но с плотностью | 1400 | 0,42 | 0,49 | 0,54 |
| — то же, но с плотностью | 1200 | 0,34 | 0,4 | 0,43 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,26 | 0,3 | 0,34 |
| — то же, но с плотностью | 800 | 0,19 | 0,22 | 0,26 |
| Туф цемент | 1800 | 0,64 | 0,87 | 0,99 |
| — то же, но с плотностью | 1600 | 0,52 | 0,7 | 0,81 |
| — то же, но с плотностью | 1400 | 0,41 | 0,52 | 0,58 |
| — то же, но с плотностью | 1200 | 0,29 | 0,41 | 0,47 |
| Вулканический шлакобетон | 1600 | 0,52 | 0,64 | 0,7 |
| — то же, но с плотностью | 1400 | 0,41 | 0,52 | 0,58 |
| — то же, но с плотностью | 1200 | 0,33 | 0,41 | 0,47 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,24 | 0,29 | 0,35 |
| — то же, но с плотностью | 800 | ветры | 0,23 | 0,29 |
| Бетон на искусственных пористых наполнителях | ||||
| Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией | 1200 | 0,41 | 0,52 | 0,58 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,33 | 0,41 | 0,47 |
| — то же, но с плотностью | 800 | 0,23 | 0,29 | 0,35 |
| Керамзитобетон на керамзитовом песке или керамзитобетонном пенобетоне | 1800 | 66 | 0,8 | 0,92 |
| — то же, но с плотностью | 1600 | 0,58 | 0,67 | 0,79 |
| — то же, но с плотностью | 1400 | 0,47 | 0,56 | 0,65 |
| — то же, но с плотностью | 1200 | 0,36 | 0,44 | 0,52 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,27 | 0,33 | 0,41 |
| — то же, но с плотностью | 800 | 0,21 | 0,24 | 0,31 |
| — то же, но с плотностью | 600 | 0,16 | 0,2 | 0,26 |
| — то же, но с плотностью | 500 | 0,14 | 0,17 | 0,23 |
| Керамзитобетон на перлитовом песке | 1000 | 0,28 | 0,35 | 0,41 |
| — то же, но с плотностью | 800 | 0,22 | 0,29 | 0,35 |
| Перлитовый бетон | 1200 | 0,29 | 0,44 | 0,5 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,22 | 0,33 | 0,38 |
| — то же, но с плотностью | 800 | 0,16 | 0,27 | 0,33 |
| — то же, но с плотностью | 600 | 0,12 | 0,19 | 0,23 |
| Шлакобетон | 1800 | 0,52 | 0,63 | 0,76 |
| — то же, но с плотностью | 1600 | 0,41 | 0,52 | 0,63 |
| — то же, но с плотностью | 1400 | 0,35 | 0,44 | 0,52 |
| — то же, но с плотностью | 1200 | 0,29 | 0,37 | 0,44 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,23 | 0,31 | 0,37 |
| Слагопемзопено и слагопемзогазовый бетон | 1600 | 0,47 | 0,63 | 0,7 |
| — то же, но с плотностью | 1400 | 0,35 | 0,52 | 0,58 |
| — то же, но с плотностью | 1200 | 0,29 | 0,41 | 0,47 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,23 | 0,35 | 0,41 |
| — то же, но с плотностью | 800 | 0,17 | 0,29 | 0,35 |
| Вермиколевый цемент | 800 | 0,21 | 0,23 | 0,26 |
| — то же, но с плотностью | 600 | 0,14 | 0,16 | 0,17 |
| — то же, но с плотностью | 400 | 0,09 | 0,11 | 0,13 |
| — то же, но с плотностью | 300 | 0,08 | 0,09 | 0,11 |
| Ячеистый бетон | ||||
| Газобетон, пенобетон, газосиликат, пеносиликат | 1000 | 0,29 | 0,41 | 0,47 |
| — то же, но с плотностью | 800 | 0,21 | 0,33 | 0,37 |
| — то же, но с плотностью | 600 | 0,14 | 0,22 | 0,26 |
| — то же, но с плотностью | 400 | 0,11 | 0,14 | 0,15 |
| — то же, но с плотностью | 300 | 0,08 | 0,11 | 0,13 |
| Газобетон, пенобетон ясеневый | 1200 | 0,29 | 0,52 | 0,58 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,23 | 0,44 | 0,59 |
| — то же, но с плотностью | 800 | 0,17 | 0,35 | 0,41 |
Таблица коэффициентов теплопроводности строительных растворов на цементной, известковой, гипсовой основе
| Название материала | кг / м | ₀ Л / (м×℃) |
Л / (м×℃) | Б Л / (м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Обычный цементный раствор | 1800 | 0,58 | 0,76 | 0,93 |
| Сложный раствор из цемента, песка, извести | 1700 | 0,52 | 0,7 | 0,87 |
| Цементно-шлаковый раствор | 1400 | 0,41 | 0,52 | 0,64 |
| Цементно-перлитовый раствор | 1000 | 0,21 | 0,26 | 0,3 |
| — то же, но с плотностью | 800 | 0,16 | 0,21 | 0,26 |
| Известково-песчаный раствор | 1600 | 0,47 | 0,7 | 0,81 |
| — то же, но с плотностью | 1200 | 0,35 | 0,47 | 0,58 |
| Гипсово-перлитовый раствор | 600 | 0,14 | 0,19 | 0,23 |
| Пористый гипсово-перлитовый раствор | 500 | 0,12 | 0,15 | 0,19 |
| — то же, но с плотностью | 400 | 0,09 | 0,13 | 0,15 |
| Конструкционные гипсокартонные плиты | 1200 | 0,35 | 0,41 | 0,47 |
| — то же, но с плотностью | 1000 | 0,23 | 0,29 | 0,35 |
| Листы гипсокартона (сухая штукатурка) | 800 | 0,15 | 0,19 | 0,21 |
Таблица коэффициентов теплопроводности дерева, изделий на основе древесины, а также других природных материалов
| Название материала | кг / м | ₀ Л / (м×℃) |
Л / (м×℃) | Б Л / (м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Мягкая древесина (сосна или ель) по текстуре | 500 | 0,09 | 0,14 | 0,18 |
| — есть — по волокнам | 500 | 0,18 | 0,29 | 0,35 |
| Плотные лиственные породы (дуб, бук, ясень) сквозь волокна | 700 | 0,1 | 0,18 | 0,23 |
| — есть — по волокнам | 700 | 0,23 | 0,35 | 0,41 |
| Фанера | 600 | 0,12 | 0,15 | 0,18 |
| Картон лицевой стороной вверх | 1000 | 0,18 | 0,21 | 0,23 |
| Строительная фанера из картона | 650 | 0,13 | 0,15 | 0,18 |
| ДВП (ДВП), ДСП (ДСП), ориентированно-стружечная плита (OSB) | 1000 | 0,15 | 0,23 | 0,29 |
| — то же самое, но по плотности | 800 | 0,13 | 0,19 | 0,23 |
| — то же самое, но по плотности | 600 | 0,11 | 0,13 | 0,16 |
| — то же самое, но по плотности | 400 | 0,08 | 0,11 | 0,13 |
| — то же самое, но по плотности | 200 | 0,06 | 0,07 | 0,08 |
| Листы древесноволокнистые, арболитовые на основе портландцемента | 800 | 0,16 | 0,24 | 0,3 |
| — то же самое, но по плотности | 600 | 0,12 | 0,18 | 0,23 |
| — то же самое, но по плотности | 400 | 0,08 | 0,13 | 0,16 |
| — то же самое, но по плотности | 300 | 0,07 | 0,11 | 0,14 |
| Тростниковые пластины | 300 | 0,07 | 0,09 | 0,14 |
| — то же самое, но по плотности | 200 | 0,06 | 0,07 | 0,09 |
| Плиты из торфа теплоизоляционные | 300 | 0,064 | 0,07 | 0,08 |
| — то же самое, но по плотности | 200 | 0,052 | 0,06 | 0,064 |
| Конструкция прицепа | 150 | 0,05 | 0,06 | 0,07 |
Таблица коэффициентов теплопроводности материалов, применяемых в термоизоляционных целях
| Название материала | кг / м | ₀ Л / (м×℃) |
Л / (м×℃) | Б Л / (м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Минеральная вата, стекловата | ||||
| Маты из минеральной ваты, сшитые или синтетические связующие | 125 | 0,056 | 0,064 | 0,07 |
| — то же самое, но по плотности | 75 | 0,052 | 0,06 | 0,064 |
| — то же самое, но по плотности | 50 | 0,048 | 0,052 | 0,06 |
| Листы минеральной ваты на синтетических и битумных связующих — мягкие, полужесткие и жесткие | 350 | 0,091 | 0,09 | 0,11 |
| — то же самое, но по плотности | 300 | 0,084 | 0,087 | 0,09 |
| — то же самое, но по плотности | 200 | 0,07 | 0,076 | 0,08 |
| — то же самое, но по плотности | сто | 0,056 | 0,06 | 0,07 |
| — то же самое, но по плотности | 50 | 0,048 | 0,052 | 0,06 |
| Плиты из минеральной ваты на фосфорорганическом связующем — повышенная жесткость | 200 | 0,064 | 0,07 | 0,076 |
| Листы стекловолокна из штапеля на синтетическом связующем | 50 | 0,056 | 0,06 | 0,064 |
| Сшитые стеклопластиковые коврики и полосы | 150 | 0,061 | 0,064 | 0,07 |
| Синтетический утеплитель | ||||
| Пенополистирол | 150 | 0,05 | 0,052 | 0,06 |
| — то же самое, но по плотности | сто | 0,041 | 0,041 | 0,052 |
| — то же самое, но по плотности | 40 | 0,038 | 0,041 | 0,05 |
| Пенопласт ПВХ-1 и ПВ-1 | 125 | 0,052 | 0,06 | 0,064 |
| — то же самое, но по плотности | 100 или меньше | 0,041 | 0,05 | 0,052 |
| Плита из пенополиуритана | 80 | 0,041 | 0,05 | 0,05 |
| — то же самое, но по плотности | 60 | 0,035 | 0,041 | 0,041 |
| — то же самое, но по плотности | 40 | 0,029 | 0,04 | 0,04 |
| Пенополиуретан напыляемый | 35 год | 0,027 | 0,033 | 0,035 |
| Резолоформальдегидные вспененные панели | сто | 0,047 | 0,052 | 0,076 |
| — то же самое, но по плотности | 75 | 0,043 | 0,05 | 0,07 |
| — то же самое, но по плотности | 50 | 0,041 | 0,05 | 0,064 |
| — то же самое, но по плотности | 40 | 0,038 | 0,041 | 0,06 |
| Пенополиэтилен | тридцать | 0,03 | 0,032 | 0,035 |
| Плиты из полиизоцианурата (PIR) | 35 год | 0,024 | 0,028 | 0,031 |
| Перлитопласт-бетон | 200 | 0,041 | 0,052 | 0,06 |
| — то же самое, но по плотности | сто | 0,035 | 0,041 | 0,05 |
| Продукция Perlitofosfogel | 300 | 0,076 | 0,08 | 0,12 |
| — то же самое, но по плотности | 200 | 0,064 | 0,07 | 0,09 |
| Вспененная резина | 85 | 0,035 | 0,04 | 0,045 |
| Утеплители на натуральной основе | ||||
| Эковата | 60 | 0,041 | 0,054 | 0,062 |
| — то же самое, но по плотности | 45 | 0,038 | 0,05 | 0,055 |
| — то же самое, но по плотности | 35 год | 0,035 | 0,042 | 0,045 |
| Техническая крышка | 50 | 0,037 | 0,043 | 0,048 |
| Пробковые листы | 220 | 0,035 | 0,041 | 0,045 |
| Листы теплоизоляции льняные обрезные | 250 | 0,054 | 0,062 | 0,071 |
| Шерстяной строительный войлок | 300 | 0,057 | 0,065 | 0,072 |
| — то же самое, но по плотности | 150 | 0,045 | 0,051 | 0,059 |
| Опилки | 400 | 0,092 | 1.05 | 1,12 |
| — то же самое, но по плотности | 200 | 0,071 | 0,078 | 0,085 |
| Минеральные пломбы | ||||
| Керамзит — гравий | 800 | 0,18 | 0,21 | 0,23 |
| — то же самое, но по плотности | 600 | 0,14 | 0,17 | 0,2 |
| — то же самое, но по плотности | 400 | 0,12 | 0,13 | 0,14 |
| — то же самое, но по плотности | 300 | 0,108 | 0,12 | 0,13 |
| — то же самое, но по плотности | 200 | 0,099 | 0,11 | 0,12 |
| Шунгизит — гравий | 800 | 0,16 | 0,2 | 0,23 |
| — то же самое, но по плотности | 600 | 0,13 | 0,16 | 0,2 |
| — то же самое, но по плотности | 400 | 0,11 | 0,13 | 0,14 |
| Щебень из доменного шлака, пемзового шлака и аглоперитового шлака | 800 | 0,18 | 0,21 | 0,26 |
| — то же самое, но по плотности | 600 | 0,15 | 0,18 | 0,21 |
| — то же самое, но по плотности | 400 | 1,122 | 0,14 | 0,16 |
| Щебень из вспученного перлита и песка | 600 | 0,11 | 0,111 | 0,12 |
| — то же самое, но по плотности | 400 | 0,076 | 0,087 | 0,09 |
| — то же самое, но по плотности | 200 | 0,064 | 0,076 | 0,08 |
| Вспученный вермикулит | 200 | 0,076 | 0,09 | 0,11 |
| — то же самое, но по плотности | сто | 0,064 | 0,076 | 0,08 |
| Сухой строительный песок | 1600 | 0,35 | 0,47 | 0,58 |
| Пеностекло или газовое стекло | ||||
| Пеностекло или газовое стекло | 400 | 0,11 | 0,12 | 0,14 |
| — то же самое, но по плотности | 300 | 0,09 | 0,11 | 0,12 |
| — то же самое, но по плотности | 200 | 0,07 | 0,08 | 0,09 |
Таблица коэффициентов теплопроводности кровельных, гидроизоляционных, облицовочных, рулонных и наливных напольных покрытий
| Название материала | кг / м | ₀ Л / (м×℃) |
Л / (м×℃) | Б Л / (м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Цемент-асбест | ||||
| Плоские асбоцементные листы («плоский шифер») | 1800 | 0,35 | 0,47 | 0,52 |
| — то же самое, но по плотности | 1600 | 0,23 | 0,35 | 0,41 |
| На битумной основе | ||||
| Битум нефтяной для строительства и кровли | 1400 | 0,27 | 0,27 | 0,27 |
| — то же самое, но по плотности | 1200 | 0,22 | 0,22 | 0,22 |
| — то же самое, но по плотности | 1000 | 0,17 | 0,17 | 0,17 |
| Асфальтобетон | 2100 | 1.05 | 1.05 | 1.05 |
| Изделия из вспученного перлита на битумном вяжущем | 400 | 0,111 | 0,12 | 0,13 |
| — то же самое, но по плотности | 300 | 0,067 | 0,09 | 0,099 |
| Рубероид, пергамин, толь, битумная черепица | 600 | 0,17 | 0,17 | 0,17 |
| Линолеум и наливные полимерные полы | ||||
| Многослойный линолеум из поливинилхлорида | 1800 | 0,38 | 0,38 | 0,38 |
| — то же самое, но по плотности | 1600 | 0,33 | 0,33 | 0,33 |
| Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе | 1800 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| — то же самое, но по плотности | 1600 | 0,29 | 0,29 | 0,29 |
| — то же самое, но по плотности | 1400 | 0,23 | 0,23 | 0,23 |
| Наливной полиуретановый пол | 1500 | 0,32 | 0,32 | 0,32 |
| Наливной эпоксидный пол | 1450 | 0,029 | 0,029 | 0,029 |
Таблица коэффициентов теплопроводности металлов и стекла
| Название материала | кг / м | ₀ Л / (м×℃) |
Л / (м×℃) | Б Л / (м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Сталь, включая арматурный стержень | 7850 | 58 | 58 | 58 |
| Чугун | 7200 | 50 | 50 | 50 |
| Алюминий | 2600 | 221 | 221 | 221 |
| Медь | 8500 | 407 | 407 | 407 |
| Бронза | 7500 ÷ 9300 | 25 ÷ 105 | 25 ÷ 105 | 25 ÷ 105 |
| Латунь | 8100 ÷ 8800 | 70 ÷ 120 | 70 ÷ 120 | 70 ÷ 120 |
| Кварцевое стекло | 2500 | 0,76 | 0,76 | 0,76 |
В настоящее время для утепления различных зданий используются в основном синтетические материалы. У них отличные функции, и большинство из них очень легко установить.
Судя по значениям в предыдущих таблицах, панель PIR является одной из самых энергоэффективных в категории синтетических утеплителей. При плотности всего 35 кг / м³ его коэффициент теплопроводности в среднем составляет 0,024 Вт / м * К. Но он может быть ниже, в зависимости от технологии производства листов PIR любого производителя.
Сравнение теплопроводности плат PIR и других материалов
Например, пластины LOGICPIR PIR от российского производителя ТЕХНОНИКОЛЬ имеют теплопроводность всего 0,022 Вт / м * К. Почему значение так сильно падает? Дело в том, что этот вид утеплителя имеет пленочный слой с двух сторон. Фольга, как известно, сама способна отлично отражать тепловую энергию в обратном направлении, то есть в комнату. Благодаря этому свойству повышается энергоэффективность материала и снижаются теплопотери в доме. Таким образом, PIR-изоляция с таким слоем на одной и другой стороне выполняет свои функции намного лучше, например, чем PIR-материал с технологическим бумажным покрытием.
В общем, LOGICPIR представляет собой обычный лист PIR, который представляет собой пористый материал с множеством заполненных воздухом микроячеек. Он очень тонкий (толщина колеблется в пределах 2-5 см), легкий, не нагружает строительные конструкции, но в то же время достаточно прочный и плотный, чтобы выдерживать некоторые физические воздействия. Инертен к химическому воздействию, биологически устойчив и, кроме того, не подвержен возгоранию.
Плита ПИР ТЕХНОНИКОЛЬ
В процессе эксплуатации (а срок службы пластин LOGICPIR PIR составляет 50 лет) материал не теряет своих свойств. Его коэффициент теплопроводности не меняется даже при намокании: сам утеплитель не впитывает воду. Дополнительная пароизоляция обеспечивается таким же слоем пленки: если при установке плит все стыки проклеить алюминиевой лентой, образуется сплошной пароизоляционный слой, не пропускающий влагу. Одним словом, это хороший вариант синтетического утеплителя с одними из самых высоких характеристик.
Видео: Утепление каркасного дома PIR плитами
Для чего используются такие расчеты в практическом приложении?
Оценка эффективности имеющейся термоизоляции
И зачем нужно это сопротивление рассчитывать, какая от этого практическая польза?
С помощью таких расчетов можно очень точно оценить степень теплоизоляции вашего дома.
Дело в том, что для различных климатических регионов России специалисты рассчитали так называемые нормативные показатели этого сопротивления теплопередаче отдельно для стен, потолков и покрытий. То есть, если прочность конструкции соответствует этой норме, то можно не сомневаться в утеплении.
Величину этих нормированных сопротивлений для различных строительных конструкций можно найти с помощью предложенной карты-диаграммы.
Карта-схема территории России для определения нормированных значений сопротивления теплопередаче.
Если этого не происходит, следует принять меры по усилению теплоизоляции, чтобы минимизировать потери тепла. И, следовательно, решить обратную задачу. То есть по той же формуле (сопротивление от коэффициента теплопроводности и толщины) найти ту толщину утеплителя, которая компенсирует имеющийся «дефицит» до нормы.
Конструкцию теплоизоляции необходимо производить сразу по выполненным теплотехническим расчетам.
Ну а если теплоизоляции еще нет, то все совсем просто. Затем необходимо будет определить, какой слой выбранного изоляционного материала обеспечит выход при нормированном значении сопротивления теплопередаче.
Определение уровня тепловых потерь
Еще одна важная задача — определить количество теплопотерь через ограждающую конструкцию здания. Подобные расчеты необходимы, когда, например, определяется необходимая мощность системы отопления. Как в помещении — для правильного расположения отопительных приборов (радиаторов), так и в целом — для выбора оптимальной модели котла.
Каждая конструкция характеризуется своим уровнем рассеивания тепла, который необходимо определять как для правильного проектирования системы отопления, так и для улучшения системы теплоизоляции.
Дело в том, что это сопротивление описывается другой формулой, уже разницей в температуре и количеством тепла, выходящего через ограждающую конструкцию площадью один квадратный метр.
R = t / q
Δt — разница температур с обеих сторон конструкции, ℃.
q — удельное количество потерянного тепла, Вт.
То есть, если известна площадь конструкции защитной оболочки и ее термическое сопротивление (определяется, например, толщиной и коэффициентом теплопроводности), если известно, для каких условий производится расчет (например, температура в помещении нормальная и самые сильные морозы, присущие определенной местности), поэтому можно прогнозировать и теплопотери через эту конструкцию.
Q = S × Δt / R
Q — теплопотери через конструкцию защитной оболочки, Вт.
S — площадь данной конструкции, м2².
Такие расчеты в помещении проводятся для всех соприкасающихся с холодом закрытых конструкций, затем определяются общие потери, которые необходимо компенсировать системой отопления. Или, если эти потери оказываются слишком большими — это становится стимулом для улучшения системы теплоизоляции — что-то не так.
Еще одно наблюдение. Мы говорили о конструкциях, состоящих из нескольких слоев разных строительных и изоляционных материалов. А как насчет окон? Как для них рассчитывается сопротивление теплопередаче?
Здесь методика несколько иная и самостоятельно производить такие расчеты нет смысла. Вы можете воспользоваться таблицей, в которой уже есть готовые значения сопротивлений для различных типов оконных конструкций.
Таблица приведенных значений термического сопротивления окон, застекленных дверей патио, мансардных окон (фонарей)
| Открытие пломбировочного материала и схема | Пониженная тепловая Ro, м2 × ° / Вт | |
|---|---|---|
| D и ПВХ | А | |
| Двойное остекление в двойных дверях | 0,4 | — |
| Двери с двойным остеклением, две двери | 0,44 | 0,34* |
| Тройное стекло в двойной двери | 0,55 | 0,46 |
| Однокамерный стеклопакет: | ||
| — из обычного стекла | 0,38 | 0,34 |
| — в стекле с селективным твердым покрытием | 0,51 | 0,43 |
| — в стекле с мягким селективным покрытием | 0,56 | 0,47 |
| Стеклопакет: | ||
| — из обычного стекла (с расстоянием между стеклом 6 мм) | 0,51 | 0,43 |
| — из обычного стекла (с расстоянием стекло-стекло 12 мм) | 0,54 | 0,45 |
| — в стекле с селективным твердым покрытием | 0,58 | 0,48 |
| — в стекле с мягким селективным покрытием | 0,68 | 0,52 |
| — из стекла с селективным твердым покрытием и наполнением аргоном | 0,65 | 0,53 |
| Стеклопакеты и стеклопакеты с двойным остеклением в раздельных переплетах: | ||
| — из обычного стекла | 0,56 | — |
| — в стекле с селективным твердым покрытием | 0,65 | — |
| — в стекле с мягким селективным покрытием | 0,72 | — |
| — из стекла с селективным твердым покрытием и наполнением аргоном | 0,69 | — |
| Окна с обычным остеклением и стеклопакетом в раздельных переплетах: | ||
| — из обычного стекла | 0,68 | — |
| — в стекле с селективным твердым покрытием | 0,74 | — |
| — в стекле с мягким селективным покрытием | 0,81 | — |
| — из стекла с селективным твердым покрытием и наполнением аргоном | 0,82 | — |
| Два однокамерных стеклопакета в парных переплетах | 0,7 | — |
| Два однокамерных стеклопакета в отдельных приставках | 0,74 | — |
| Счетверенные стекла в двух двойных дверях | 0,8 | — |
| Стеклоблоки пустотелые (с шириной шва кладки 6 мм) с размерами: | ||
| -200 × 200 × 100 мм | 0,31 (несвязанный) | |
| -250 × 250 × 100 мм | 0,33 (несвязанный) | |
| Примечания: | ||
| D и PVC — переплеты из дерева или пластика (поливинилхлорид) | ||
| А — алюминиевые соединения | ||
| * — стальные крышки | ||
| все указанные значения даны для застекленной площади 75% поверхности светового люка | ||
понятно, что тепловые потери будут рассчитываться исходя из площади остекления и перепада температур.
Следует отметить, что профессиональные теплотехнические расчеты также учитывают множество различных поправочных факторов, в том числе инсоляцию (воздействие солнечного света), светопоглощающие и отражающие свойства поверхностей, неоднородность конструкций и другие. Но для первоначальной независимой оценки достаточно описанного выше алгоритма.
Для любителей более детального подхода можно порекомендовать следующее видео:
Видео: Алгоритмы профессионального расчета сопротивления теплопередаче стен
Мы дополним публикацию онлайн-калькулятором, который позволит вам решить ряд проблем на семейном уровне, о которых говорилось выше.
Калькулятор расчета термического сопротивления ограждающей конструкции
Перейти к расчетам
Введите запрашиваемую информацию и нажмите
«РАССЧИТАТЬ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ КОНСТРУКЦИИ» ОСНОВНОЙ СЛОЙ КОНСТРУКЦИИ Толщина слоя, мм
Коэффициент теплопроводности, Вт / (м×℃)
ТЕРМОИЗОЛЯЦИОННЫЙ СЛОЙ
(если есть) Есть ли слой теплоизоляции? — нет — да Толщина слоя, мм
Коэффициент теплопроводности, Вт / (м×℃)
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СЛОИ
(при наличии) Есть дополнительный уровень n. 1? — нет — да Толщина слоя, мм
Коэффициент теплопроводности, Вт / (м×℃)
Есть дополнительный уровень n. 2? — нет — да Толщина слоя, мм
Коэффициент теплопроводности, Вт / (м×℃)
Есть дополнительный уровень n. 3? — нет — да Толщина слоя, мм
Коэффициент теплопроводности, Вт / (м×℃)
Включить дополнительный расчет теплопотерь? — нет, не требуется — да, укажите площадь огороженного участка, м².
Нормальная температура внутри, ℃.
Наружная расчетная температура ниже нуля.
Пояснения по работе с калькулятором
Программа проста, но требует пояснений.
Предложенный алгоритм расчета позволяет рассчитать сопротивление теплопередаче для любой конструкции ограждения, включающей от одного до пяти различных слоев.
- Пусть по умолчанию первый уровень считается основным. Для него указано:
— его толщина в миллиметрах (это сделано для удобства и программа сама произведет перевод в метры).
— коэффициент теплопроводности материала, из которого создается этот слой. Значение берется из таблиц с учетом режима работы A или B. При вводе значения в калькулятор в качестве десятичного разделителя используется точка вместо запятой.
- Второй слой предназначен для обозначения существующей (если есть) или планируемой теплоизоляции. Здесь уже есть выбор: если вы оставите значение по умолчанию «нет», программа проигнорирует этот уровень. Если вы согласны, появятся поля для ввода данных одинаковой толщины и коэффициента теплопроводности.
- Аналогичным образом, по выбору пользователя, три других произвольных уровня вставляются или игнорируются. Это, кстати, может быть внешняя и внутренняя отделка, если она выполнена из значимых по теплопроводности материалов, многослойной кладки и т.д.
- Если деятельность заключается только в определении сопротивления теплопередаче, можно сразу переходить к кнопке «РАССЧИТАТЬ…».
- Ну а если еще есть желание найти величину тепловых потерь через расчетную запорную конструкцию, то ставится знак «да, включить дополнительные расчеты». В этом случае появятся еще три поля для ввода данных: область внутренней структуры, внутренняя температура и внешняя температура.
Температура улицы для расчетов, как правило, принимает минимальную характеристику самой холодной декады зимы в регионе проживания. Таким образом устанавливается необходимый запас мощности отопительного оборудования и эффективность системы утепления. Обычно считается, что температура в жилых помещениях находится в диапазоне 20 ÷ 24 ℃. Для нежилых помещений (подъезды, коридоры, туалеты и т.д.) можно ограничиться до +15 ℃. Для бань, душевых, саун — около 35 ℃.
Расчетное тепловое сопротивление отображается в первой строке отображаемого результата. Если выбран вариант с расчетом тепловых потерь, то их значение (в ваттах) будет указано во второй строке.
