Svrha radova na izolaciji zgrade je očuvanje topline zimi, ušteda energetskih resursa i smanjenje troškova grijanja stana. Godine prakse pokazale su da je najefikasniji način izolacije privatne kuće obložiti je izvana jednim od izolacijskih materijala. Pitanje je koji odabrati, jer se na građevinskom tržištu nudi veliki asortiman novih materijala.
Tabela indikatora
Tabela u nastavku pomoći će vam da ne pogriješite u odabiru materijala za toplinsku izolaciju. On ukazuje ne samo na koeficijent toplinske provodljivosti, već i na stupanj paropropusnosti, koji igra važnu ulogu u korištenju izolacije u vanjskim radovima.
|
Materijal |
Gustina |
Paropropusnost |
Toplotna provodljivost |
|
Ekspandirani polistiren |
150 kg / m 3 |
0,05 |
0,05 |
|
Ekspandirani polistiren |
100 kg / m 3 |
0,05 |
0,041 |
|
Minvata |
200 kg / m 3 |
0,49 |
0,07 |
|
Minvata |
100 kg / m 3 |
0,56 |
0,056 |
|
Poliuretanska pjena |
80 kg / m 3 |
0,05 |
0,041 |
|
Poliuretanska pjena |
60 kg / m 3 |
0,05 |
0,035 |
|
Pjenasto staklo |
400 kg / m 3 |
0.02 |
0,11 |
Dodatna svojstva građevinskih izolacijskih materijala koja određuju reakciju materijala na različite fizičke utjecaje, kao što su upijanje vode, toplinsko širenje i toplinski kapacitet, mogu se pronaći u priručniku građevinskih materijala.
Tabela pokazuje da mineralna (bazaltna) vuna ima najveću paropropusnost. Osim toga, ima prilično nisku toplinsku provodljivost, što omogućava korištenje ploča manje debljine za izolaciju.
Pjenasto staklo ima najniži koeficijent uštede topline, pa ga je bolje koristiti kada je hitno pitanje kako izolirati temelj kuće izvana.
Ako usporedimo mineralnu vunu s ekspandiranim polistirenom i drugim vrstama izolacije datim u tabeli, onda imaju manju paropropusnost, imaju približno istu toplinsku provodljivost. Shodno tome, zidovi obloženi ovim materijalima manje će "disati".
Na šta treba obratiti pažnju pri odabiru
Prva stvar koja bi trebala biti zanimljiva pri kupovini grijača je njegova termoizolacijska svojstva, a što je niža toplotna provodljivost, to će bolje održavati kuću toplom zimi i hladnom ljeti.
Toplotni kapacitet materijala ovisi o njegovoj sposobnosti pohranjivanja i zadržavanja topline. Što je veća njegova gustoća, izolacija može više akumulirati energije, stoga su najbolji grijači oni u čijoj strukturi ima mnogo mehurića ili mikroskopskih izoliranih šupljina.
Sljedeći pokazatelj je paropropusnost. Što je veći, to će se višak vlage bolje ukloniti iz zgrade i manje se akumulirati u zidovima kuće. Materijali niske paropropusnosti smanjuju sposobnost zgrade da zadrži toplinu, te je u nju potrebno ugraditi poboljšanu prisilnu ventilaciju, a to je dodatni trošak.
Izolacija male težine je lakša za transport, ugradnju i uvijek jeftinija. Ali što je najvažnije, potrebno je manje pričvršćivača da ga objesite i nema potrebe za jačanjem zidova i temelja. Važnu ulogu igraju indikatori zapaljivosti materijala, posebno kod izolacije drvenih zgrada. Najvatrostalnije su pjenasto staklo i bazaltna vuna.
Naučnici iz nezavisne laboratorije Sveruskog naučno-istraživačkog instituta za fizička, tehnička i radiotehnička mjerenja (VNIIFTRI) testirali su toplotnu provodljivost na različitim temperaturama četiri najpopularnija izolacijska materijala u građevinarstvu: modificirana PIR poliuretanska pjena, polistiren (ekstrudirani). XPS i EPS pjena) i izolacija od mineralne vune (MB).
Svrha testova- utvrditi zavisnost toplotne provodljivosti materijala o temperaturi u opsegu od -190 do +80 C.
VNIIFTRI je jedan od vodećih metroloških instituta u Rusiji, državni naučni centar Ruske Federacije. Upravo je ova institucija odgovorna za ujednačenost mjerenja i čuvar je standarda.
Prema rezultatima mjerenja, naučnici su identifikovali sljedeće činjenice:
Činjenica 1: toplotna provodljivost svih proučavanih materijala raste kada temperatura raste, i obrnuto, opada kada se temperatura smanjuje.
Činjenica 2: PIR toplotna izolacija ima najbolju otpornost na prijenos topline zbog strukture materijala: zatvorene ćelije ispunjene plinom izuzetno niske toplinske provodljivosti.
Činjenica 3: pronađena su odstupanja pokazatelja toplinske provodljivosti materijala od onih koje su deklarirali proizvođači. Minimalna odstupanja su za EPS, maksimalna za mineralnu vunu.
Procedura ispitivanja
Ispitivanja su obavljena na instalaciji za mjerenje toplotne provodljivosti "TAU-5" (slika 1). Ova instalacija je referentni uređaj druge kategorije sa dozvoljenom osnovnom greškom u mjerenju toplotne provodljivosti od 2%.
Instalacija implementira nestacionarnu metodu zagrijanog kruga i predstavlja rezervoar sa tečnim azotom, u koji se ispitni uzorci uranjaju sa grejačem - senzorom toplotne provodljivosti.
Slika 1. Instalacija "TAU-5"
Od predstavljenih materijala (EPS / XPS / PIR / MB) pripremljena su 2 mjerna uzorka u obliku cilindara prečnika 30 mm i debljine 15 mm (slika 2). Između uzoraka ugrađen je senzor grijača. Dakle, stvarna mjerenja toplinske provodljivosti izvršena su na površinama koje se nalaze u sredini ploče.
Slika 2. Izgled uzoraka
Slika 3. Instalacija prve polovine uzorka, senzor-grejač, ugradnja senzora, montaža druge polovine uzorka.
Merenja i poređenje toplotne provodljivosti vršena su u vazdušnoj atmosferi na sobnoj temperaturi od 295 K (22C) i u atmosferi azota u temperaturnom opsegu od 80 do 360 K (-193/87C) u nekoliko serija: od 80 do 360K sa korakom od 5-10K i od 360 do 80K sa sličnim korakom. Mjerenja u svakoj tački, na određenoj temperaturi, vršena su u nekoliko faza, sve dok standardna devijacija nije bila blizu ili jednaka nuli (slika 1).
Slika 1. Rezultati konvergencije mjerenja u jednoj tački na temperaturi od 300K/26C.
Opšti rezultati ispitivanja
Rezultati ispitivanja su pokazali da se toplinska provodljivost svih analiziranih grijača povećava s povećanjem temperature, vidi sl. 2.
Slika 2. Toplotna provodljivost TIM-a u temperaturnom opsegu od -190 / + 80C.
Rezultati ispitivanja za odabrane materijale
XPS i EPS
Rezultati merenja XPS i EPS uzoraka (sl. 3, 4) pokazali su da su se vrednosti toplotne provodljivosti u vazduhu i u azotu na početku prve serije poklopile i tek nakon zagrevanja na 330K (57C) u prvoj serija je smanjena za 2 i 2,5%, respektivno. Nakon toga je uslijedila stabilizacija, a temperaturna ovisnost toplinske provodljivosti je relativno glatka.
Veliki raspon vrijednosti, kao i konkavnost grafa temperaturne zavisnosti, ukazuju na prisustvo u porama lakih gasova visoke toplotne provodljivosti, koji se smrzavaju na temperaturama faznog prelaza vodene pare u led.
Zanimljivo je da temperaturna zavisnost toplotne provodljivosti EPS-a seče zavisnost od XPS-a (slika 2). Na -80°C je niža, kod odmrzavanja gasova veća).
Slika 3. Toplotna provodljivost XPS u temperaturnom opsegu -190 / + 80C.
Slika 4. Toplotna provodljivost EPS-a u temperaturnom opsegu -190 / + 80C.
Mineralna vuna
Prilikom mjerenja uzoraka mineralne vune, vrijednosti toplotne provodljivosti materijala otvorenih pora, za razliku od materijala sa zatvorenim porama u zraku i dušiku, praktično su se poklopile (slika 5) čak i nakon zagrijavanja na 360K (87C) u prva serija azota.
Štoviše, temperaturna ovisnost toplinske provodljivosti je relativno glatka, a nešto raspršivanja se objašnjava krhkošću i nehomogenošću vate. Veliki raspon vrijednosti toplinske provodljivosti, kao i izbočenje temperaturne ovisnosti, ukazuju na prisustvo jednog plina u porama vate - dušika. Svi ostali gasovi su apsorbovani u azot odmah nakon potapanja.
Slika 5. Toplotna provodljivost mineralne vune u temperaturnom opsegu -190 / + 80C.
Izolacija PIR
Rezultati mjerenja uzoraka PIR izolacije pokazali su da temperaturna ovisnost toplinske provodljivosti nije glatka i ima dva minimuma ili točke pregiba na -33 i -13C (slika 6).
Ovo ukazuje na prisustvo najmanje dva gasa u porama materijala (pentan i CO2), koji se kondenzuju ispod ovih temperatura, čime se povećava toplotna provodljivost povećanjem udela lakih molekula u gasnoj fazi. Međutim, rast indikatora je beznačajan i više podsjeća na stabilizaciju vrijednosti toplinske provodljivosti sa padom temperature.
Slika 6. Toplotna provodljivost PIR izolacije u temperaturnom opsegu -78 / + 42C.
Prikazani materijali postaju efikasniji u zoni kritičnih negativnih temperatura (manje od -15C): smanjenje koeficijenta toplotne provodljivosti poprima karakter brzog pada.
Ovako naglo smanjenje toplotne provodljivosti objašnjava se veoma malim kontaktom tečne faze teških gasova formiranih u porama sa čvrstom materijom zidova. Zbog toga se proporcije lakih molekula u gasnoj fazi menjaju i stvara se vakuum koji zamenjuje gasnu fazu sredstva za napuhavanje, ali ovi faktori nisu uključeni u prenos toplote. Kako se pokazalo, vakuum pouzdano obavlja kompenzatornu funkciju.
|
Temperatura |
Toplotna provodljivost W / m * K |
||||
Stvarni i deklarisani pokazatelji toplotne provodljivosti
Zanimljivo je da su u toku istraživanja utvrđena odstupanja toplotne provodljivosti materijala od cifara koje su deklarisali proizvođači (slika 7).
Minimalne i maksimalne vrijednosti za raspon deklariranih vrijednosti toplinske provodljivosti određene su za TIM iste gustine kao i izmjereni uzorci. Analiza deklariranih indikatora je izvršena na osnovu informacija iz otvorenih izvora na Internetu.
Slika 7. Odstupanja toplinske provodljivosti građevinskih materijala od deklariranih na 25C.
Ishodi
Svi materijali proučavani u nezavisnoj laboratoriji VNIIFTRI pokazali su stalni porast toplotne provodljivosti sa porastom temperature. Svaki u svojoj granici, zbog strukture materijala. Ako je za XPS rast bio od 0,011 do 0,044, za MB - 0,015-0,051, onda za PIR - 0,010-0,029.
Kao što vidite, najbolje se pokazala moderna toplotna izolacija od vatrootporne PIR poliizocijanuratne pjene, modificirane poliuretanske pjene. Rezultati ruskih nezavisnih studija potvrđuju podatke dobijene u drugim zemljama: PIR zaista bolje izoluje.
Predgovor... Na modernom tržištu jednostavno postoji ogroman izbor materijala koji se razlikuju po cijeni i drugim karakteristikama. Pokušajmo uporediti toplinsku provodljivost grijača i razumjeti ovu raznolikost kako bismo donijeli informiranu odluku u korist određenog grijača. Razmotrite koji su parametri važniji pri odabiru - toplinska provodljivost ili druge karakteristike.
Glavne karakteristike grijača
Navest ćemo, za početak, karakteristike najpopularnijih termoizolacijskih materijala na koje se pri odabiru prvo obraća pažnja. Poređenje grijača u smislu toplotne provodljivosti treba vršiti samo na osnovu namjene materijala i uslova u prostoriji (vlažnost, prisustvo otvorene vatre itd.). Dalje smo poredali po važnosti glavne karakteristike grijača.
Toplotna provodljivost... Što je ovaj pokazatelj niži, potrebno je manje sloja toplinske izolacije, što znači da će se i troškovi izolacije smanjiti.
Propustljivost vlage... Manja propusnost materijala za paru vlage smanjuje negativan utjecaj na izolaciju tijekom rada.
Sigurnost od požara... Toplotna izolacija ne smije gorjeti i ispuštati otrovne plinove, posebno kada se izolira kotlovnica ili dimnjak.
Trajnost... Što je duži vijek trajanja, to će vas koštati jeftinije tokom rada, jer ne zahtijeva čestu zamjenu.
Ekološka prihvatljivost... Materijal mora biti bezbedan za ljude i okolinu.
Profitabilnost... Materijal bi trebao biti dostupan širokom krugu potrošača i imati optimalan omjer cijene i kvalitete.
Jednostavnost instalacije... Ovo svojstvo toplotnoizolacionog materijala je veoma važno za one koji žele sami da izvrše popravke.
Debljina i težina materijala... Što je izolacija tanja i lakša, to će manje konstrukcija postati teža prilikom postavljanja toplinske izolacije.
Zvučna izolacija... Što je veća vrijednost zvučne izolacije materijala, to će biti bolja zaštita u stambenom prostoru od strane buke s ulice.
Ekspandirani polistiren (stiropor)
Najpopularniji je termoizolacijski materijal u Rusiji zbog niske toplinske provodljivosti, niske cijene i lakoće ugradnje. Pena se proizvodi u pločama debljine od 20 do 150 mm pjenastim polistirenom i sastoji se od 99% zraka. Materijal ima različite gustoće, nisku toplinsku provodljivost i otpornost na vlagu.
Zbog niske cijene, ekspandirani polistiren je u velikoj potražnji među kompanijama i privatnim programerima za izolaciju različitih prostorija. Ali materijal je prilično krhak i brzo se zapali, oslobađajući otrovne tvari tijekom sagorijevanja. Zbog toga je poželjno koristiti polistiren u nestambenim prostorijama i za toplinsku izolaciju neopterećenih konstrukcija - izolaciju fasade ispod žbuke, zidova podruma itd.
Ekstrudirana polistirenska pjena
Na ekstruziju (technoplex, penoplex, itd.) ne utječe vlaga i propadanje. To je vrlo izdržljiv i jednostavan za korištenje materijal koji se lako može rezati nožem na potrebnu veličinu. Niska apsorpcija vode osigurava minimalnu promjenu svojstava pri visokoj vlažnosti, ploče imaju veliku gustoću i otpornost na kompresiju. Ekstrudirana polistirenska pjena je vatrootporna, izdržljiva i jednostavna za korištenje.
Sve ove karakteristike, uz nisku toplotnu provodljivost u poređenju sa drugim grijačima, čine ploče Technoplex, URSA XPS ili Penoplex idealnim materijalom za izolaciju trakastih temelja kuća i slijepih prostora. Prema uvjeravanjima proizvođača, lim za ekstruziju debljine 50 milimetara zamjenjuje blok pjene od 60 mm u smislu toplinske provodljivosti, dok materijal ne propušta vlagu i može se izostaviti dodatna hidroizolacija.
Mineralna vuna
Isover ploče od mineralne vune u pakovanju
Minvata (na primjer, Isover, URSA, Technoruf, itd.) izrađena je od prirodnih materijala - šljake, stijena i dolomita po posebnoj tehnologiji. Mineralna vuna ima nisku toplotnu provodljivost i apsolutno je vatrootporna. Materijal se proizvodi u pločama i rolama različite tvrdoće. Za horizontalne ravnine koriste se manje guste prostirke, za vertikalne konstrukcije koriste se krute i polukrute ploče.
Međutim, jedan od značajnih nedostataka ove izolacije, poput bazaltne vune, je njena niska otpornost na vlagu, što zahtijeva dodatnu vlagu i parnu barijeru prilikom ugradnje mineralne vune. Stručnjaci ne preporučuju korištenje mineralne vune za izolaciju vlažnih prostorija - podruma kuća i podruma, za toplinsku izolaciju parne sobe iznutra u saunama i svlačionicama. Ali čak i ovdje se može koristiti uz odgovarajuću hidroizolaciju.
Bazaltna vuna
Ovaj materijal se proizvodi topljenjem bazaltnih stijena i puhanjem rastaljene mase uz dodatak različitih komponenti kako bi se dobila vlaknasta struktura sa vodoodbojnim svojstvima. Materijal je nezapaljiv, siguran za zdravlje ljudi, ima dobre performanse u termoizolaciji i zvučnoj izolaciji prostora. Koristi se za unutrašnju i vanjsku toplinsku izolaciju.
Prilikom postavljanja bazaltne vate treba koristiti zaštitnu opremu (rukavice, respirator i naočale) za zaštitu sluznice od mikročestica vate. Najpoznatiji brend bazaltne vune u Rusiji su materijali pod brendom Rockwool. Tokom rada termoizolacione ploče se ne zbijaju i ne zgušnjavaju, što znači da odlična svojstva niske toplotne provodljivosti bazaltne vune ostaju nepromenjena tokom vremena.
Penofol, izolon (pjenasti polietilen)
Penofol i Izolon su rolo izolacije debljine od 2 do 10 mm koje se sastoje od pjenastog polietilena. Materijal je također dostupan sa slojem folije na jednoj strani za stvaranje reflektirajućeg efekta. Debljina izolacije je nekoliko puta tanja od prethodno predstavljene izolacije, ali istovremeno zadržava i reflektira do 97% toplinske energije. Pjenasti polietilen ima dug vijek trajanja i ekološki je prihvatljiv.
Izolon i penofol obložen folijom su lagani, tanki i vrlo laki za upotrebu toplotnoizolacioni materijali. Rolo izolacija se koristi za izolaciju vlažnih prostorija, na primjer, kod izolacije balkona i lođa u stanovima. Također, korištenje ove izolacije pomoći će vam da uštedite korisni prostor u prostoriji, dok ga izolirate iznutra. Više o ovim materijalima pročitajte u rubrici "Organska toplinska izolacija".
Poređenje grijača. Tablica toplinske provodljivosti
Može se zasnivati na nekoliko osnovnih karakteristika.
Glavne karakteristike termoizolacionih materijala
Toplotna provodljivost... Što je niža toplotna provodljivost, potrebno je manje izolacionog sloja, što znači da će se Vaši troškovi izolacije smanjiti.
Propustljivost vlage... Manja propusnost vlage smanjuje negativan uticaj vlage na izolaciju prilikom naknadne upotrebe.
Sigurnost od požara... Materijal ne treba da podržava sagorevanje i da ispušta otrovne pare, već da bude samogasivi.
Profitabilnost... Izolacija bi trebala biti pristupačna za širok krug potrošača.
Trajnost... Što je duži period upotrebe izolacije, to je jeftinije za potrošača tokom rada i ne zahtijeva čestu zamjenu ili popravku.
Ekološka prihvatljivost... Materijal za toplinsku izolaciju mora biti ekološki prihvatljiv, siguran za zdravlje ljudi i okoliš. Ova karakteristika je važna za stambene prostore.
Debljina materijala... Što je izolacija tanja, to će manje "pojesti" životni prostor prostorije.
Težina materijala... Manja težina izolacije će dati manju težinu izolovane konstrukcije nakon ugradnje.
Zvučna izolacija... Što je veća zvučna izolacija, to je bolja zaštita stambenih prostorija od ulične buke.
Jednostavnost instalacije... Trenutak je dovoljno važan za one koji vole da popravljaju kuću vlastitim rukama.
Poređenje karakteristika popularnih grijača
stiropor (ekspandirani polistiren)
Ova izolacija je najpopularnija zbog svoje lakoće ugradnje i niske cijene.
Pjenasta plastika je izrađena od pjenastog polistirena, ima vrlo nisku toplotnu provodljivost, otporna je na vlagu, lako se reže nožem i pogodna je za ugradnju. Zbog niske cijene, vrlo je tražen za izolaciju različitih prostorija. Međutim, materijal je prilično krhak, a također podržava izgaranje, ispuštajući otrovne tvari u atmosferu. Polipjena je poželjnija za korištenje u nestambenim prostorijama.
Penoplex (ekstrudirana polistirenska pjena)
Izolacija nije podložna truljenju i vlazi, vrlo je izdržljiva i jednostavna za korištenje - lako se može rezati nožem. Niska apsorpcija vode osigurava neznatne promjene u toplinskoj provodljivosti materijala u uvjetima visoke vlažnosti, ploče imaju visoku otpornost na kompresiju, ne podliježu raspadanju. Zahvaljujući tome, ekstrudirana polistirenska pjena se može koristiti za izolaciju trakastog temelja i slijepog područja. Penoplex je vatrootporan, izdržljiv i jednostavan za korištenje.
Bazaltna vuna
Materijal se proizvodi od bazaltnih stijena topljenjem i puhanjem uz dodatak komponenti kako bi se dobila vlaknasta struktura materijala sa vodoodbojnim svojstvima. Tokom rada bazaltna vuna se ne zgušnjava, što znači da se njena svojstva ne mijenjaju tokom vremena. Materijal je vatrootporan i ekološki prihvatljiv, ima dobru zvučnu izolaciju i performanse toplinske izolacije. Koristi se za unutrašnju i vanjsku izolaciju. U vlažnim prostorijama potrebna je dodatna parna barijera.
Mineralna vuna
Mineralna vuna se izrađuje od prirodnih materijala - stijena, šljake, dolomita po posebnoj tehnologiji. Mineral ima nisku toplotnu provodljivost, vatrootporan i apsolutno siguran. Jedan od nedostataka izolacije je njena niska otpornost na vlagu, što zahtijeva postavljanje dodatne barijere za vlagu i paru prilikom korištenja. Materijal se ne preporučuje za izolaciju podruma kuća i temelja, kao i u vlažnim prostorijama - parnim sobama, kupkama, svlačionicama.
Penofol, izolon (folijski toplotni izolator od polietilena)
Izolacija se sastoji od nekoliko slojeva pjenastog polietilena različite debljine i porozne strukture. Materijal često ima sloj folije za reflektirajući efekat i dostupan je u rolama i listovima. Debljina izolacije je nekoliko milimetara (10 puta tanja od konvencionalne izolacije), ali reflektuje do 97% toplotne energije, veoma lagan, tanak i jednostavan za upotrebu. Koriste se za toplotnu izolaciju i hidroizolaciju prostorija. Ima dug vijek trajanja, ne emituje štetne tvari.
Prvi je koeficijent toplotne provodljivosti, što je označeno simbolom "lambda" (ι). Ovaj koeficijent pokazuje koliki volumen topline za 1 sat prođe kroz komad materijala debljine 1 metar i površine 1 m², pod uslovom da je razlika između temperatura medija na obje površine 10°C.
Pokazatelji koeficijenta toplinske provodljivosti bilo kojeg grijača ovise o mnogim faktorima - od vlažnost, paropropusnost, toplotni kapacitet, poroznost i drugo karakteristike materijala.
Osetljivost na vlagu
Vlaga je količina vlage koja se nalazi u izolaciji. Voda dobro provodi toplinu, a površina zasićena njome pomoći će u hlađenju prostorije. Posljedično, natopljeni toplotnoizolacijski materijal će izgubiti svoje kvalitete i neće dati željeni učinak. I obrnuto: što je vodoodbojniji, to bolje.
Propustljivost vodene pare je parametar blizak vlažnosti. U numeričkom smislu, predstavlja zapreminu vodene pare koja prođe kroz 1 m2 izolacije za 1 sat, pod uslovom da je razlika u potencijalnom pritisku pare 1 Pa, a temperatura medija ista.
Uz visoku paropropusnost, materijal se može navlažiti. U tom smislu, prilikom izolacije zidova i podova kuće, preporučuje se ugradnja premaza za parnu barijeru.
Apsorpcija vode je sposobnost proizvoda da apsorbira tekućinu kada dođe u dodir s njom. Koeficijent upijanja vode vrlo je važan za materijale koji se koriste za opremanje vanjske toplinske izolacije. Visoka vlažnost vazduha, atmosferske padavine i rosa mogu dovesti do pogoršanja karakteristika materijala.
Gustina i toplinski kapacitet
Poroznost je broj vazdušnih pora izražen kao procenat ukupne zapremine proizvoda. Razlikovati zatvorene i otvorene pore, velike i male. Važno je da su ravnomjerno raspoređeni u strukturi materijala: to ukazuje na kvalitetu proizvoda. Poroznost ponekad može doseći 50%, u slučaju nekih vrsta celularne plastike, ova brojka je 90-98%.
Gustina je jedna od karakteristika koje utiču na masu materijala. Posebna tabela pomoći će u određivanju oba ova parametra. Poznavajući gustinu, možete izračunati koliko će se povećati opterećenje zidova kuće ili njenih podova.
Toplotni kapacitet je indikator koji pokazuje koliko je toplote izolacija spremna da akumulira. Biostabilnost - sposobnost materijala da se odupre efektima bioloških faktora, na primjer, patogene flore. Otpornost na vatru je otpornost izolacije na vatru, dok ovaj parametar ne treba brkati sa sigurnošću od požara. Postoje i druge karakteristike, koje uključuju snagu, izdržljivost na savijanje, otpornost na mraz, otpornost na habanje.
Koeficijent otpora
Također, prilikom izvođenja proračuna, morate znati koeficijent U - otpornost konstrukcija na prijenos topline. Ovaj pokazatelj nema nikakve veze sa kvalitetom samih materijala, ali ga morate znati kako biste napravili pravi izbor među raznim grijačima. U koeficijent je omjer temperaturne razlike s dvije strane izolacije i volumena toplotnog toka koji prolazi kroz nju. Da biste pronašli toplotni otpor zidova i podova, potrebna vam je tabela u kojoj se on izračunava
Možete sami napraviti potrebne proračune. Za to se debljina sloja materijala dijeli s koeficijentom njegove toplinske provodljivosti. Posljednji parametar - kada je u pitanju izolacija - mora biti naveden na ambalaži materijala. U slučaju građevinskih elemenata kuće, sve je malo složenije: iako se njihova debljina može izmjeriti samostalno, koeficijent toplinske vodljivosti betona, drveta ili cigle morat će se tražiti u specijaliziranim priručnicima.
Istovremeno, za izolaciju zidova, stropa i poda u istoj prostoriji često se koriste materijali različitih vrsta, jer se za svaku ravninu koeficijent toplinske vodljivosti mora izračunati zasebno.
Toplotna provodljivost glavnih vrsta izolacije
Na osnovu U koeficijenta možete odabrati koju vrstu toplinske izolacije je bolje koristiti i koju debljinu sloja materijala treba imati. Tabela u nastavku sadrži informacije o gustoći, paropropusnosti i toplinskoj provodljivosti popularnih grijača:
Prednosti i nedostaci različitih toplinskih izolacija
Prilikom odabira toplinske izolacije potrebno je uzeti u obzir ne samo njena fizička svojstva, već i parametre kao što su jednostavnost ugradnje, potreba za dodatnim održavanjem, trajnost i trošak.
Poređenje najmodernijih opcija
Kao što praksa pokazuje, najlakši način je ugradnja poliuretanske pjene i penoizola, koji se nanose na površinu koja se tretira u obliku pjene. Ovi materijali su plastični, lako ispunjavaju šupljine unutar zidova zgrade. Nedostatak pjenastih tvari je potreba za korištenjem posebne opreme za njihovo prskanje.
Kao što pokazuje gornja tabela, ekstrudirana polistirenska pjena je dostojna konkurencija poliuretanskoj pjeni. Ovaj materijal se isporučuje u obliku čvrstih blokova, ali se može rezati u bilo koji oblik pomoću običnog stolarskog noža. Uspoređujući karakteristike pjene i čvrstih polimera, vrijedi napomenuti da pjena ne stvara šavove, a to je njena glavna prednost u odnosu na blokove.
Poređenje pamučnih materijala
Mineralna vuna je po svojstvima slična polistirenu i ekspandiranom polistirenu, ali "diše" i ne gori. Takođe ima bolju otpornost na vlagu i praktično ne mijenja svoje kvalitete tokom rada. Ako postoji izbor između tvrdih polimera i mineralne vune, bolje je dati prednost potonjem.
Kamena vuna ima iste uporedne karakteristike kao mineralna vuna, ali je cijena veća. Ecowool ima razumnu cijenu i lako se ugrađuje, ali ima nisku tlačnu čvrstoću i s vremenom se savija. Fiberglas se takođe savija i, štaviše, mrvi.
Labavi i organski materijali
Za toplinsku izolaciju kuće ponekad se koriste rasuti materijali - perlit i papirne granule. Vodootporni su i otporni na patogene faktore. Perlit je ekološki prihvatljiv, ne gori i ne taloži se. Ipak, rasuti materijali se rijetko koriste za izolaciju zidova, bolje je opremiti podove i stropove uz njihovu pomoć.
Od organskih materijala potrebno je razlikovati lan, drvena vlakna i pluto. Oni su bezbedni za okolinu, ali su podložni sagorevanju ako nisu impregnirani posebnim supstancama. Osim toga, drvna vlakna su osjetljiva na biološke faktore.
Općenito, ako uzmemo u obzir cijenu, praktičnost, toplinsku provodljivost i izdržljivost grijača, onda su najbolji materijali za završnu obradu zidova i stropova poliuretanska pjena, pjenasta izolacija i mineralna vuna. Druge vrste izolacije imaju specifična svojstva, jer su dizajnirane za nestandardne situacije, te se preporučuje korištenje takve izolacije samo ako nema drugih opcija.
Sposobnost tijela i supstanci da prenose unutrašnju energiju, definirana u makroprocesima terminom "toplotna energija" naziva se toplotna provodljivost. U inženjerstvu i građevinarstvu, toplinska provodljivost vanjskih konstrukcija jedan je od najvažnijih standardiziranih kriterija.
Formula toplotne provodljivosti (Fourierov zakon), koja je detaljnije razmotrena u nastavku, povezuje količinu toplotne energije koja se prenosi u jedinici vremena kroz jedinicu površine kroz koeficijent toplotne provodljivosti, koji služi kao osnovna karakteristika građevinskih konstrukcija u smislu njihove prijenos topline.
Toplotna provodljivost nekih termoizolacionih materijala čini ih neprikladnim za upotrebu u izgradnji kuće, iako su njihovi drugi pokazatelji sasvim prihvatljivi. Toplinska provodljivost mješavina i kompozitnih materijala koji se koriste za izgradnju kuća obično je veća od one drugih tvari, jer se to svojstvo uzima u obzir pri razvoju njihovih sastava.
Moguće je numerički odrediti koeficijent toplinske provodljivosti materijala pomoću posebnih uređaja i tehnika koje su potrebne za ispunjavanje postojećih arhitektonskih standarda u Rusiji.
Građevinski izolacijski materijali i njihova toplinska provodljivost
Toplotna provodljivost konstrukcije nije samo funkcija komponenti koje je čine, poroznost izolacije igra važnu ulogu, jer je zrak dobar toplinski izolator. Prijenos topline poroznih materijala je znatno niži nego kod monolitnih materijala.
Poređenje spektra svojstava konstrukcijskih proizvoda, koji uključuje: karakteristike čvrstoće, dozvoljena opterećenja, toplotnu provodljivost materijala i potrebne debljine za ispunjavanje standarda toplotne provodljivosti, dovodi do zaključka da je za izgradnju kvalitetne moderne kuće potrebno upotreba toplotnoizolacionih materijala visokog izolacionog kapaciteta po jedinici zapremine i težine.
Poseban pravac u stvaranju toplotnoizolacionih materijala je izolacija cjevovoda. Cijevi značajno utječu na korisnu zapreminu stambenog prostora, stoga je značajno smanjenje debljine njihove toplinske izolacije, potrebne za normalno funkcioniranje sistema, jedan od važnih zahtjeva modernog dizajna.
Ekološka svojstva i prijenos topline
Prijenos topline u građevinskim konstrukcijama ne zavisi samo od svojstava termoizolacijskih materijala i temperaturnih razlika, već i od parametara okoline. Što je niža tačka rose, odnosno što je manje vode u vazduhu, to je niža njegova toplotna provodljivost. U tom slučaju hladan vazduh uvek ima nižu tačku rose.
Stoga se u cilju poboljšanja toplinske izolacije stambenog prostora koriste materijali parne barijere čije se djelovanje temelji na principu membrana. Odvajaju vlažan vazduh sa jedne strane termoizolacionih materijala, od vazduha na njihovoj površini, kako bi značajno smanjili toplotnu provodljivost zida.
Usporedba debljina toplinskoizolacijskih materijala potrebnih za osiguranje dopuštenih arhitektonskih normi kuće koja se gradi sa i bez parne barijere dovodi do nedvosmislenog zaključka o nedvosmislenoj potrebi korištenja predloženih membranskih tkanina zajedno s toplinskoizolacijskim tkaninama u zidu. i krovnih termoizolacionih slojeva.
Toplotnoizolacijski materijali koji se koriste za uređenje cijevi za sisteme grijanja i vodovoda su uglavnom proizvodi izrađeni od poroznih materijala niske toplinske provodljivosti, koji na svojim površinama imaju neprekidne filmove dobivene ekstruzijom, što zauzvrat osigurava konstantnu tačku rose unutar pora. Stoga je promjer proizvoda za pouzdanu izolaciju cijevi mnogo manji nego što bi bio potreban bez prisustva takvih površina.
Tablica toplinske provodljivosti
Toplotna provodljivost nekih materijala prikazana je u tabeli ispod. Informacije o ostalim građevinskim proizvodima možete pronaći u priručniku.
| Materijal | Koeficijent toplotne provodljivosti | Potrebna debljina | |
| 1 | Ekspandirani polistiren PSB-S-25 | 0,042 | 124 |
| 2 | Mineralna vuna Rockwool Facade Batts | 0,046 | 135 |
| 3 | Ljepljeno drvo ili puno drvo | 0,18 | 530 |
| 4 | Keramički blokovi Proterm | 0,17 | 575 |
| 5 | Gazirani betonski blokovi 400 kg/m3 | 0,18 | 610 |
| 6 | Polistirol betonski blokovi 500 kg/m3 | 0,19 | 643 |
| 7 | Gazirani betonski blokovi 600 kg/m3 | 0,29 | 981 |
| 8 | Blokovi od ekspandirane gline 800 kg/m3 | 0,31 | 1049 |
| 9 | Šuplja cigla od ekspandirane gline 1000 kg / m3 | 0,52 | 1530 |
| 10 | Glinene građevinske cigle | 0,52 | 1530 |
| 11 | Silikatne građevinske cigle | 0,76 | 2236 |
| 12 | Ojačani beton (GOST 26633) 2500 kg / m3 | 0,87 | 2560 |
| Naziv materijala | Toplotna provodljivost, W / m * K | Propustljivost vodene pare, mg / m * h * Pa | Apsorpcija vlage,% | Grupa zapaljivosti |
| Minvata | 0,037-0,048 | 0,49-0,6 | 1,5 | NG |
| Stiropor | 0,036-0,041 | 0,03 | 3 | G1-G4 |
| PPU | 0,023-0,035 | 0,02 | 2 | G2 |
| Penoizol | 0,028-0,034 | 0,21-0,24 | 18 | D1 |
| Ecowool | 0,032-0,041 | 0,3 | 1 | G2 |
Ekspandirani polistiren
Pjenasta izolacija na bazi stirena i stiren-butadienskih kompozicija. Posjeduje dobra termoizolacijska svojstva, koristi se za izolaciju zidova i cijevi.
Ekstruzione ploče
Različite osnove (uglavnom - poliuretanska pjena i ekspandirani polistiren). Ploče imaju žljebove za spajanje, što ne zahtijeva njihovo zaptivanje. Ovo su moderni materijali koji se koriste za izolaciju velikih i ravnih površina.
Penofol
Pjenasta polietilenska pjena. Ima niz prednosti: elastičan je, ne propušta zrak i ima reflektirajuću površinu. Koristi se za toplotnu izolaciju zidova, cevi, podova, ima dobra toplotnoizolaciona svojstva, ali ne "diše", drugim rečima, vlaga se može kondenzovati na njegovoj površini sa velikom temperaturnom razlikom.
Mineralna vuna
Izolacija od mineralnih vlakana. Široko se koristi za izolaciju zidova, podova i krovova, nezamjenjiv je za izolaciju složenih neplanarnih površina. Može se koristiti kao namotaj za cijevi velikog promjera. Elastičnija od bazaltne vune, ima manju težinu. Po ostalim karakteristikama je nešto lošiji, osim cijene.
Bazaltna vuna
Jedna od najmodernijih premium izolacija od elastične ploče. Nešto manje elastična od mineralne vune. Ima veću specifičnu težinu, velike transportne dimenzije i višu cijenu.
Stiropor
Pjenasta poliuretanska pjena. Upotrebljava se u obliku ploča "sučeonog spoja". Koristi se za izolaciju zidova, podova i plafona, krovove.
Labavi i organski materijali
Za popunjavanje šupljina, šupljih zidova, plafona koriste se rastresiti i organski materijali (ekspandirana glina, šljaka, piljevina, strugotine). Imaju niz nedostataka: higroskopnost, zbijanje tokom vremena, niska sposobnost parne barijere. Glavne prednosti su dostupnost i cijena.
Poređenje paropropusnosti grijača
Naziv materijala Toplotna provodljivost, W / m * K Paropropusnost, mg / m * h * Pa Apsorpcija vlage, %
Grupa zapaljivosti
Minvata 0,037-0,048 0,49-0,6 1,5 NG
pjena 0,036-0,041 0,03 3 G1-G4
PPU 0,023-0,035 0,02 2 G2
Penoizol 0,028-0,034 0,21-0,24 18 G1
Ecowool 0,032-0,041 0,3 1 G2
Potencijal toplinske provodljivosti zidova kuće, jednak zbroju toplinskih provodljivosti svih slojeva njihove strukture, podijeljen s njihovom debljinom, pokazuje koliko ova struktura može zadržati toplinu.
Komparativna analiza podataka iz tabele toplotne provodljivosti materijala i grejača omogućava da se izvrše proračuni o njihovoj primeni u određenim slučajevima. Toplotna provodljivost građevinskih materijala kod kuće, kao što je gore spomenuto, također ovisi o tački rose okoline između njegovih površina.
Fourierov zakon toplotne provodljivosti
U zaključku, nekoliko riječi o teorijskoj osnovi fenomena prijenosa topline i toplinske provodljivosti. Za izračunavanje koeficijenta toplinske provodljivosti materijala koristi se Fourierov zakon, koji opisuje odnos između brzine prolaska toplinske energije kroz jedinični presjek.
Toplotna provodljivost preko koeficijenta λ povezana je sa fizičkim parametrima tijela. Ako se paralelepiped smatra tijelom koje provodi toplinu, tada se količina topline koja prolazi kroz njega u jedinici vremena može opisati sljedećom formulom (Fourierov zakon):
P = λ × S∆T / l, gdje je P snaga toplinskih gubitaka, S je površina poprečnog presjeka paralelepipeda, T je temperaturna razlika između ivica, l je dužina paralelepipeda ( razmak između ivica).
Drugim riječima, koeficijent određen mjerenjem temperaturne razlike jednak je količini topline koja prolazi kroz kvadratni centimetar poprečnog presjeka materijala u jedinici vremena.