Účelom zatepľovania budov je udržať teplo v zime, šetriť energetické zdroje a znížiť náklady na vykurovanie domu. Roky praxe ukázali, že najviac efektívnym spôsobom izolovať súkromný dom, je opláštenie zvonku jedným z izolačných materiálov. Otázkou je, ktorý si vybrať, pretože stavebný trh ponúka veľký sortiment nové materiály.
Tabuľkové ukazovatele
Nižšie uvedená tabuľka vám pomôže vyhnúť sa chybám pri výbere tepelnoizolačného materiálu. Udáva nielen súčiniteľ tepelnej vodivosti, ale aj stupeň paropriepustnosti, ktorý zohráva významnú úlohu dôležitá úloha pri použití izolácie pri vonkajších prácach.
|
Materiál |
Hustota |
Paropriepustnosť |
Tepelná vodivosť |
|
Expandovaný polystyrén |
150 kg/m3 |
0,05 |
0,05 |
|
Expandovaný polystyrén |
100 kg/m3 |
0,05 |
0,041 |
|
Minvata |
200 kg/m3 |
0,49 |
0,07 |
|
Minvata |
100 kg/m3 |
0,56 |
0,056 |
|
Polyuretánová pena |
80 kg/m3 |
0,05 |
0,041 |
|
Polyuretánová pena |
60 kg/m3 |
0,05 |
0,035 |
|
Penové sklo |
400 kg/m3 |
0.02 |
0,11 |
O ďalších vlastnostiach stavebné izolačné materiály, ktoré určujú reakciu materiálov na rôzne fyzikálne vplyvy, ako je absorpcia vody, tepelná rozťažnosť, tepelnú kapacitu možno nájsť z referenčných kníh stavebné materiály.
Z tabuľky vyplýva, že najväčšiu paropriepustnosť má minerálna (čadičová) vlna. Okrem toho má pomerne nízku tepelnú vodivosť, čo umožňuje použiť na izoláciu tenšie dosky.
Penové sklo má najnižší koeficient úspory tepla, preto je lepšie ho použiť pri otázke, ako izolovať základ domu zvonku.
Ak porovnáme minerálnu vlnu s polystyrénovou penou a inými typmi izolácie uvedenými v tabuľke, potom majú nižšiu paropriepustnosť a majú približne rovnakú tepelnú vodivosť. V dôsledku toho budú steny pokryté týmito materiálmi „dýchať“ menej.
Na čo sa zamerať pri výbere
Prvá vec, ktorá by vás mala pri kúpe izolácie zaujímať, je jej tepelnoizolačný výkon a čím nižšia je hodnota tepelnej vodivosti, tým lepšie udrží v dome teplo v zime a chlad v lete.
Tepelná kapacita materiálu závisí od jeho schopnosti akumulovať a udržiavať teplo. Čím väčšia je jeho hustota, tým viac energie môže izolácia akumulovať najlepšie izolačné materiály tie, v štruktúre ktorých je veľa od seba izolovaných bublinkových útvarov alebo mikroskopických dutín.
Ďalším ukazovateľom je paropriepustnosť. Čím je vyššia, tým lepšie sa z budovy odstráni nadmerná vlhkosť a menej sa hromadia v stenách domu. Materiály s nízkou paropriepustnosťou znižujú schopnosť budovy zadržiavať teplo a je potrebné ich lepšie inštalovať nútené vetranie, a to sú dodatočné náklady.
Izolácia s nízkou hmotnosťou sa ľahšie prepravuje, inštaluje a je vždy lacnejšia. Ale čo je najdôležitejšie, jeho zavesenie vyžaduje menej upevňovacích zariadení a nie je potrebné posilňovať steny a základy. Dôležitú úlohu zohráva aj horľavosť materiálov, najmä pri zatepľovaní. drevostavby. Najviac ohňovzdorné sú penové sklo a čadičová vlna.
Vedci z nezávislého laboratória Celoruského vedeckého výskumného ústavu fyzikálnych, technických a rádiotechnických meraní (VNIIFTRI) vykonali testy tepelnej vodivosti v r. rozdielne teplotyštyri z najpopulárnejších izolačných materiálov v stavebníctve: modifikovaná PIR polyuretánová pena, polystyrén (extrudovaný XPS a penový EPS) a izolácia z minerálnej vlny (MV).
Účel testovania- stanoviť závislosť tepelnej vodivosti materiálov od teploty v rozsahu od -190 do +80 C.
VNIIFTRI je jedným z popredných metrologických inštitútov v Rusku, štát vedecké centrum Ruská federácia. Práve tento ústav je zodpovedný za jednotu meraní a je správcom noriem.
Na základe výsledkov meraní vedci odhalili nasledujúce skutočnosti:
Fakt 1: Tepelná vodivosť všetkých študovaných materiálov sa zvyšuje, keď teplota stúpa, a naopak, klesá, keď teplota klesá.
Fakt 2: Tepelná izolácia PIR má najlepšiu odolnosť proti prestupu tepla vďaka štruktúre materiálu: uzavreté bunky, plnené plynom s extrémne nízkou tepelnou vodivosťou.
Fakt 3: boli zistené odchýlky v tepelnej vodivosti materiálov od tých, ktoré deklarujú výrobcovia. Minimálne odchýlky sú pre EPS, maximálne pre minerálnu vlnu.
Testovacia metóda
Testy boli vykonané na zariadení na meranie tepelnej vodivosti „TAU-5“ (foto 1). Táto inštalácia je referenčným zariadením druhej kategórie s prípustnou základnou chybou merania tepelnej vodivosti 2%.
Zariadenie implementuje metódu nestacionárneho vyhrievaného kruhu a je zásobníkom s tekutým dusíkom, do ktorého sú skúmané vzorky ponorené s ohrievačom - snímačom tepelnej vodivosti.
Foto 1. Inštalácia "TAU-5"
Z predložených materiálov (EPS/XPS/PIR/MB) boli pripravené 2 meracie vzorky vo forme valcov s priemerom 30 mm a hrúbkou 15 mm (foto 2). Medzi vzorky bol nainštalovaný snímač ohrievača. Skutočné merania tepelnej vodivosti sa teda uskutočňovali na povrchoch umiestnených v strede dosky.
Fotografia 2. Vzhľad vzorky
Foto 3. Inštalácia prvej polovice vzorky, snímač-ohrievač, inštalácia snímača, inštalácia druhej polovice vzorky.
Merania a porovnania tepelnej vodivosti sa uskutočňovali vo vzdušnej atmosfére pri izbová teplota 295 K (22C) a v dusíkovej atmosfére v teplotnom rozsahu od 80 do 360 K (-193/87C) v niekoľkých sériách: od 80 do 360 K v krokoch po 5-10 K a od 360 do 80 K v podobných krokoch. Merania v každom bode pri určitej teplote sa uskutočňovali v niekoľkých stupňoch, kým sa štandardná odchýlka neustanovila blízko alebo rovna nule (obr. 1).
Obrázok 1. Výsledky merania konvergencie pre jeden bod pri teplote 300K/26C.
Výsledky všeobecných testov
Výsledky testu ukázali, že tepelná vodivosť všetkých analyzovaných izolácií sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou, pozri obr. 2.
Obrázok 2. Tepelná vodivosť TIM pri teplotách v rozsahu -190/+80C.
Výsledky testov pre jednotlivé materiály
XPS a EPS
Výsledky meraní vzoriek XPS a EPS (obr. 3, 4) ukázali, že hodnoty tepelnej vodivosti vo vzduchu a dusíku na začiatku prvej série boli rovnaké a až po zahriatí na 330K (57C) v prvej sérii série poklesli o 2 a 2,5 %. Nasledovala stabilizácia a teplotná závislosť tepelnej vodivosti bola pomerne hladká.
Veľký rozsah hodnôt, ako aj konkávnosť grafu teplotnej závislosti naznačujú v póroch prítomnosť ľahkých plynov s vysokou tepelnou vodivosťou, mrznúcich pri teplotách fázového prechodu vodnej pary na ľad.
Pozoruhodné je, že teplotná závislosť tepelnej vodivosti EPS pretína závislosti XPS (obrázok 2). Pri -80 o C je nižšia, pri rozmrazovaní plynov vyššia).
Obrázok 3. Tepelná vodivosť XPS v teplotnom rozsahu -190/+80C.
Obrázok 4. Tepelná vodivosť EPS v teplotnom rozsahu -190/+80C.
Minerálna vlna
Pri meraní vzoriek minerálnej vlny sa hodnoty tepelnej vodivosti materiálu s otvorenými pórmi, na rozdiel od materiálov s uzavretými pórmi, na vzduchu a v dusíku prakticky zhodovali (obr. 5) aj po zahriatí na 360 K (87 C) v prvom dusíku. séria.
Okrem toho je teplotná závislosť tepelnej vodivosti relatívne hladká a určitý rozptyl sa vysvetľuje krehkosťou a heterogenitou vlny. Veľký rozsah hodnôt tepelnej vodivosti, ako aj konvexnosť teplotnej závislosti svedčia o prítomnosti jedného plynu v póroch vaty – dusíka. Všetky ostatné plyny boli sorbované do dusíka ihneď po ponorení.
Obrázok 5. Tepelná vodivosť minerálnej vlny v rozsahu teplôt -190/+80C.
PIR izolácia
Výsledky meraní vzoriek PIR izolácie ukázali, že teplotná závislosť tepelnej vodivosti nie je plynulá a má dve minimá alebo inflexné body pri -33 a -13C (obr. 6).
To naznačuje prítomnosť v póroch materiálu najmenej dvoch plynov (pentán a CO2), ktoré pod týmito teplotami kondenzujú, čím sa zvyšuje tepelná vodivosť zvýšením podielu molekúl svetla v plynnej fáze. Nárast ukazovateľa je však nevýznamný a viac sa podobá stabilizácii hodnoty tepelnej vodivosti s klesajúcou teplotou.
Obrázok 6. Tepelná vodivosť PIR izolácie pri teplotnom rozsahu -78/+42C.
Prezentované materiály sa stávajú efektívnejšími v kritickej zóne negatívne teploty(menej ako -15C): pokles súčiniteľa tepelnej vodivosti nadobúda charakter rýchleho poklesu.
Takýto prudký pokles tepelnej vodivosti sa vysvetľuje veľmi malou kontaktnou náplasťou kvapalnej fázy ťažkých plynov vytvorených v póroch s pevný steny Vďaka tomu sa v plynnej fáze menia podiely ľahkých molekúl a vzniká vákuum, ktoré nahrádza plynnú fázu penidla, ale tieto faktory sa nezúčastňujú prenosu tepla. Ako sa ukázalo, vákuum spoľahlivo plní kompenzačnú funkciu.
|
Teplota |
Tepelná vodivosť W/m*K |
||||
Skutočné a deklarované ukazovatele tepelnej vodivosti
Je zaujímavé, že počas štúdie boli zistené odchýlky v tepelnej vodivosti materiálov od údajov uvádzaných výrobcami (obr. 7).
Minimálne a maximálne hodnoty pre rozsah deklarovaných hodnôt tepelnej vodivosti boli stanovené pre TIM rovnakej hustoty ako namerané vzorky. Analýza deklarovaných ukazovateľov bola vykonaná na základe informácií z otvorené zdroje na internete.
Obrázok 7. Odchýlky tepelnej vodivosti stavebných materiálov od deklarovaných pri 25C.
Výsledky
Všetky materiály študované v nezávislom laboratóriu VNIIFTRI vykazovali stabilný nárast tepelnej vodivosti so zvyšujúcou sa teplotou. Každý má svoj limit, určený štruktúrou materiálu. Ak pre XPS bolo zvýšenie z 0,011 na 0,044, pre MV - 0,015-0,051, potom pre PIR - 0,010-0,029.
Ako vidíte, najlepšie sa osvedčila moderná tepelná izolácia vyrobená z ohňovzdornej polyizokyanurátovej peny PIR, modifikovanej polyuretánovej peny. Výsledky ruských nezávislých štúdií potvrdzujú údaje získané v iných krajinách: PIR skutočne izoluje lepšie.
Predslov. Zapnuté moderný trh existuje jednoducho obrovský výber materiály, ktoré sa líšia cenou a inými vlastnosťami. Pokúsme sa porovnať izolačné materiály na základe tepelnej vodivosti a pochopiť túto rozmanitosť, aby sme sa mohli informovane rozhodnúť v prospech konkrétneho izolačného materiálu. Zvážme, ktoré parametre sú pri výbere dôležitejšie - tepelná vodivosť alebo iné charakteristiky.
Hlavné vlastnosti izolácie
Najprv uvedieme charakteristiky najpopulárnejších tepelne izolačné materiály, na ktoré by ste si pri výbere mali dať najskôr pozor. Porovnanie izolačných materiálov podľa tepelnej vodivosti by sa malo robiť len na základe účelu materiálov a podmienok v miestnosti (vlhkosť, prítomnosť zahájiť paľbu atď.). Ďalej sme zoradili hlavné charakteristiky izolácie podľa dôležitosti.
Tepelná vodivosť. Nižší tento ukazovateľ, čím je potrebná menšia vrstva tepelnej izolácie, čo znamená, že sa znížia aj náklady na izoláciu.
Priepustnosť vlhkosti. Menšia priepustnosť materiálu pre pary vlhkosti sa počas prevádzky znižuje negatívny vplyv na izoláciu.
Požiarna bezpečnosť. Tepelná izolácia by nemala horieť ani vypúšťať toxické plyny, najmä pri izolácii kotolne alebo komína.
Trvanlivosť. Čím dlhšia je životnosť, tým lacnejšie vás to bude stáť počas prevádzky, pretože nebude vyžadovať častú výmenu.
Šetrnosť k životnému prostrediu. Materiál musí byť bezpečný pre ľudí a okolitá príroda.
Ekonomický. Materiál musí byť dostupný širokému okruhu spotrebiteľov a musí mať optimálny pomer cena/kvalita.
Jednoduchá inštalácia. Táto nehnuteľnosť pre tepelnoizolačný materiál je veľmi dôležitý pre tých, ktorí chcú robiť opravy sami.
Hrúbka a hmotnosť materiálu. Čím je izolácia tenšia a ľahšia, tým menej bude konštrukcia pri montáži tepelnej izolácie ťažšia.
Zvuková izolácia. Čím vyššia je hodnota zvukovej izolácie materiálu, tým lepšia je ochrana v obývacej izbe pred vonkajším hlukom z ulice.
Expandovaný polystyrén (pena)
Toto je najobľúbenejší tepelnoizolačný materiál v Rusku vďaka nízkej tepelnej vodivosti, nízkym nákladom a ľahkej inštalácii. Penový polystyrén sa vyrába v doskách s hrúbkou 20 až 150 mm napenením polystyrénu a pozostáva z 99% vzduchu. Materiál má rôznu hustotu, má nízku tepelnú vodivosť a je odolný voči vlhkosti.
Vzhľadom na nízke náklady je polystyrénová pena veľmi žiadaná medzi spoločnosťami a súkromnými vývojármi na izoláciu. rôzne miestnosti. Ale materiál je dosť krehký a rýchlo sa vznieti a pri horení uvoľňuje toxické látky. Z tohto dôvodu je vhodnejšie použiť polystyrénovú penu nebytových priestoroch a na zateplenie nezaťažených konštrukcií - zateplenie fasád pod omietky, steny pivníc a pod.
Extrudovaná polystyrénová pena
Extrúzia (technoplex, penoplex atď.) Nie je vystavená vlhkosti a hnilobe. Ide o veľmi odolný a ľahko použiteľný materiál, do ktorého sa dá ľahko rezať nožom požadované veľkosti. Nízka absorpcia vody zaisťuje vysoká vlhkosť minimálna zmena vlastností, dosky majú vysoká hustota a odolnosť proti stlačeniu. Extrudovaná polystyrénová pena je ohňovzdorná, odolná a ľahko sa používa.
Všetky tieto vlastnosti spolu s nízkou tepelnou vodivosťou v porovnaní s inými izolačnými materiálmi robia dosky Technoplex, URSA XPS alebo Penoplex ideálny materiál na izoláciu pásových základov domov a slepých priestorov. Podľa výrobcov extrúzny plech s hrúbkou 50 milimetrov nahrádza 60 mm penového bloku z hľadiska tepelnej vodivosti, pričom materiál neprepúšťa vlhkosť a vystačíte si s dodatočnou hydroizoláciou.
Minerálna vlna
Dosky z minerálnej vlny Izover v balení
Minerálna vlna (napríklad Izover, URSA, Tekhnoruf atď.) je vyrobená z prírodných prírodné materiály– troska, horniny a dolomit podľa špeciálna technológia. Minerálna vlna má nízku tepelnú vodivosť a je absolútne ohňovzdorná. Materiál sa vyrába v doskách a kotúčoch rôzna tvrdosť. Pre horizontálne roviny sa používajú menej husté rohože, napr vertikálne konštrukcie používajte pevné a polotuhé dosky.
Avšak, jedna z významných nevýhod túto izoláciu, rovnako ako čadičová vlna, má nízku odolnosť proti vlhkosti, čo si pri inštalácii minerálnej vlny vyžaduje ďalšie zariadenia na zabránenie vlhkosti a pary. Odborníci neodporúčajú používať minerálnu vlnu na izoláciu mokrých miestností - pivníc domov a pivníc, na tepelnú izoláciu parných miestností zvnútra v kúpeľoch a šatniach. Ale aj tu sa dá použiť pri správnej hydroizolácii.
Čadičová vlna
Tento materiál sa vyrába tavením čadičových hornín a vyfukovaním roztavenej hmoty s pridaním rôznych zložiek, aby sa získala vláknitá štruktúra s vodoodpudivými vlastnosťami. Materiál je nehorľavý, bezpečný pre ľudské zdravie, má dobrý výkon o tepelnej a zvukovej izolácii priestorov. Dá sa použiť na vnútorné aj vonkajšie vonkajšia tepelná izolácia.
Pri inštalácii čadičovej vlny by ste mali používať ochranné prostriedky (rukavice, respirátor a okuliare) na ochranu slizníc pred mikročasticami vaty. Najznámejšou značkou čadičovej vlny v Rusku sú materiály pod značkou Rockwool. Počas prevádzky nie sú tepelnoizolačné dosky zhutnené alebo spečené, čo znamená vynikajúce vlastnosti Nízka tepelná vodivosť čadičovej vlny zostáva v priebehu času nezmenená.
Penofol, izolon (penový polyetylén)
Penofol a isolon sú kotúčové izolačné materiály s hrúbkou 2 až 10 mm, pozostávajúce z penového polyetylénu. Materiál je dostupný aj s vrstvou fólie na jednej strane pre vytvorenie reflexného efektu. Izolácia je niekoľkonásobne tenšia ako doteraz prezentované izolačné materiály, no zároveň zadržiava a odráža až 97 % tepelnej energie. Penový polyetylén má dlhý termín prevádzky a šetrné k životnému prostrediu.
Izolón a fóliový penofol sú ľahké, tenké a veľmi ľahko použiteľné tepelnoizolačné materiály. Použite rolovacia izolácia na tepelnú izoláciu vlhkých miestností, napríklad pri zatepľovaní balkónov a lodžií v bytoch. Tiež použitie tejto izolácie vám pomôže ušetriť úžitková plocha v interiéri, s izoláciou vo vnútri. Prečítajte si viac o týchto materiáloch v časti „Organická tepelná izolácia“.
Porovnanie izolačných materiálov. Tabuľka tepelnej vodivosti
Je to možné na základe niekoľkých základných charakteristík.
Hlavné vlastnosti tepelnoizolačných materiálov
Tepelná vodivosť. Čím nižšia je tepelná vodivosť, tým menej izolačnej vrstvy je potrebných, čo znamená, že sa znížia vaše náklady na izoláciu.
Priepustnosť vlhkosti. Nižšia priepustnosť vlhkosti znižuje negatívny vplyv vlhkosti na izoláciu pri následnom používaní.
Požiarna bezpečnosť. Materiál by nemal podporovať horenie a vypúšťať toxické výpary, ale mal by byť samozhášavý.
Ekonomický. Izolácia musí byť cenovo dostupná pre široký okruh spotrebiteľov.
Trvanlivosť. Čím dlhšia je doba používania izolácie, tým je pre spotrebiteľa počas prevádzky lacnejšia a nevyžaduje častú výmenu alebo opravu.
Šetrnosť k životnému prostrediu. Materiál na tepelnú izoláciu musí byť ekologický, bezpečný pre ľudské zdravie a životné prostredie. Táto vlastnosť je dôležitá pre obytné priestory.
Hrúbka materiálu. Čím je izolácia tenšia, tým menej bude „vyžratý“ obytný priestor miestnosti.
Hmotnosť materiálu. Menšia hmotnosť izolácie bude mať za následok menšie zaťaženie izolovanej konštrukcie po inštalácii.
Zvuková izolácia. Čím vyššia je zvuková izolácia, tým lepšia ochrana obytných priestorov pred hlukom z ulice.
Jednoduchá inštalácia. Moment je dosť dôležitý pre tých, ktorí radi robia domáce rekonštrukcie vlastnými rukami.
Porovnanie vlastností populárnych izolačných materiálov
Penový plast (expandovaný polystyrén)
Táto izolácia je najobľúbenejšia vďaka ľahkej inštalácii a nízkym nákladom.
Penový polystyrén je vyrobený napenením polystyrénu, má veľmi nízku tepelnú vodivosť, je odolný proti vlhkosti, ľahko sa krája nožom a je vhodný pri inštalácii. Vzhľadom na nízke náklady je veľmi žiadaný na izoláciu rôznych miestností. Materiál je však dosť krehký a podporuje aj horenie, pričom sa do atmosféry uvoľňujú toxické látky. V nebytových priestoroch je vhodnejšie použiť penový polystyrén.
Penoplex (extrudovaná polystyrénová pena)
Izolácia nepodlieha hnilobe ani vlhkosti, je veľmi odolná a ľahko sa používa - možno ju ľahko rezať nožom. Nízka nasiakavosť zabezpečuje menšie zmeny tepelnej vodivosti materiálu v podmienkach vysokej vlhkosti, dosky majú vysokú odolnosť proti stlačeniu a nerozkladajú sa. Vďaka tomu možno na izoláciu použiť extrudovanú polystyrénovú penu pásový základ a slepé oblasti. Penoplex je ohňovzdorný, odolný a ľahko sa používa.
Čadičová vlna
Materiál sa vyrába z čadičových hornín tavením a fúkaním s pridaním komponentov na získanie vláknitej štruktúry materiálu s vodoodpudivými vlastnosťami. Počas prevádzky sa čadičová vlna nezhutňuje, čo znamená, že jej vlastnosti sa časom nemenia. Materiál je ohňovzdorný a šetrný k životnému prostrediu, má dobrú zvukovú izoláciu a tepelnú izoláciu. Používa sa na vnútornú a vonkajšiu izoláciu. Vo vlhkých miestnostiach vyžaduje dodatočnú parozábranu.
Minerálna vlna
Minerálna vlna sa vyrába z prírodných materiálov - horniny, troska, dolomit špeciálnou technológiou. Minerál má nízku tepelnú vodivosť, je ohňovzdorný a absolútne bezpečný. Jednou z nevýhod izolácie je jej nízka odolnosť proti vlhkosti, ktorá si pri jej použití vyžaduje inštaláciu dodatočnej bariéry proti vlhkosti a pare. Materiál sa neodporúča na izoláciu pivníc a základov, ako aj vo vlhkých miestnostiach - parné miestnosti, kúpele, šatne.
Penofol, izolon (fóliový tepelný izolátor vyrobený z polyetylénu)
Izolácia pozostáva z niekoľkých vrstiev penového polyetylénu s rôznou hrúbkou a poréznou štruktúrou. Materiál má často vrstvu fólie pre reflexný efekt a je dostupný v kotúčoch a listoch. Izolácia je hrubá niekoľko milimetrov (10x tenšia ako bežná izolácia), ale odráža až 97% tepelnej energie je to veľmi ľahký, tenký a ľahko použiteľný materiál. Používa sa na tepelnú izoláciu a hydroizoláciu priestorov. Má dlhú životnosť a neuvoľňuje škodlivé látky.
Prvým je súčiniteľ tepelnej vodivosti, ktorý je označený symbolom „lambda“ (ι). Tento koeficient ukazuje, koľko tepla prejde kusom materiálu s hrúbkou 1 meter a plochou 1 m² za 1 hodinu za predpokladu, že rozdiel medzi teplotami okolia na oboch povrchoch je 10°C.
Súčiniteľ tepelnej vodivosti akejkoľvek izolácie závisí od mnohých faktorov - od vlhkosť, paropriepustnosť, tepelná kapacita, pórovitosť a iné vlastnosti materiálu.
Citlivosť na vlhkosť
Vlhkosť je množstvo vlhkosti obsiahnuté v izolácii. Voda dobre vedie teplo a povrch ňou nasýtený pomôže ochladiť miestnosť. V dôsledku toho príliš navlhčený tepelnoizolačný materiál stratí svoje vlastnosti a neprinesie požadovaný efekt. A naopak: čím viac vodoodpudivých vlastností má, tým lepšie.
Paropriepustnosť je parameter blízky vlhkosti. V číselnom vyjadrení predstavuje objem vodnej pary, ktorý prejde 1 m2 izolácie za 1 hodinu, za podmienky, že rozdiel v potenciálnom tlaku pár je 1 Pa a teplota média je rovnaká.
O vysoká paropriepustnosť materiál môže navlhnúť. V tomto ohľade sa pri izolácii stien a stropov domu odporúča inštalovať parotesnú vrstvu.
Absorpcia vody je schopnosť produktu absorbovať tekutinu, keď príde do kontaktu. Súčiniteľ nasiakavosti je veľmi dôležitý pre materiály, ktoré sa používajú na vonkajšiu tepelnú izoláciu. Vysoká vlhkosť vzduch, zrážky a rosa môžu viesť k zhoršeniu vlastností materiálu.
Hustota a tepelná kapacita
Pórovitosť je počet vzduchových pórov vyjadrený ako percento z celkového objemu produktu. Existujú uzavreté a otvorené póry, veľké a malé. Je dôležité, aby boli rovnomerne rozložené v štruktúre materiálu: to naznačuje kvalitu produktu. Pórovitosť môže niekedy dosiahnuť 50% v prípade niektorých typov komôrkových plastov je toto číslo 90-98%.
Hustota je jednou z charakteristík, ktoré ovplyvňujú hmotnosť materiálu. Špeciálna tabuľka vám pomôže určiť oba tieto parametre. Keď poznáte hustotu, môžete vypočítať, o koľko sa zvýši zaťaženie stien domu alebo jeho stropu.
Tepelná kapacita je ukazovateľ, ktorý ukazuje, koľko tepla je izolácia pripravená akumulovať. Biologická stabilita je schopnosť materiálu odolávať účinkom biologických faktorov, napríklad patogénnej flóry. Požiarna odolnosť je odolnosť proti požiarnej izolácii a tento parameter by sa nemal zamieňať s požiarnou bezpečnosťou. Existujú aj ďalšie vlastnosti, medzi ktoré patrí pevnosť, odolnosť v ohybe, mrazuvzdornosť a odolnosť proti opotrebovaniu.
Koeficient odporu
Tiež pri vykonávaní výpočtov potrebujete poznať koeficient U - odolnosť konštrukcií voči prenosu tepla. Tento ukazovateľ nemá nič spoločné s kvalitami samotných materiálov, ale na výrobu ho musíte poznať správna voľba medzi rôznymi izolačnými materiálmi. U-faktor je pomer teplotného rozdielu na dvoch stranách izolácie k objemu tepelného toku, ktorý cez ňu prechádza. Na zistenie tepelného odporu stien a stropov potrebujete tabuľku, kde sa vypočíta
Potrebné výpočty môžete urobiť sami. Na tento účel sa hrúbka vrstvy materiálu vydelí koeficientom tepelnej vodivosti. Posledný parameter - ak hovoríme o izolácii - by mal byť uvedený na obale materiálu. V prípade stavebných prvkov domu je všetko trochu komplikovanejšie: hoci ich hrúbku možno merať nezávisle, koeficient tepelnej vodivosti betónu, dreva alebo tehly bude potrebné vyhľadať v špecializovaných príručkách.
Zároveň sa často používajú materiály na izoláciu stien, stropov a podláh v jednej miestnosti. odlišné typy, keďže pre každú rovinu treba súčiniteľ tepelnej vodivosti vypočítať samostatne.
Tepelná vodivosť hlavných typov izolácie
Na základe koeficientu U si môžete vybrať, aký typ tepelnej izolácie je najlepšie použiť a akú hrúbku má mať vrstva materiálu. Nižšie uvedená tabuľka obsahuje informácie o hustote, paropriepustnosti a tepelnej vodivosti populárnych izolačných materiálov:
Výhody a nevýhody rôznych tepelných izolácií
Pri výbere tepelnej izolácie treba zvážiť nielen jej fyzikálne vlastnosti, ale aj také parametre ako jednoduchosť inštalácie, potreba dodatočnej údržby, životnosť a cena.
Porovnanie najmodernejších možností
Ako ukazuje prax, najjednoduchší spôsob inštalácie polyuretánovej peny a penoizolu, ktoré sa nanášajú na povrch, ktorý sa má spracovať, vo forme peny. Tieto materiály sú plastové; ľahko vypĺňajú dutiny vo vnútri stien budovy. Nevýhodou penotvorných látok je nutnosť použitia špeciálneho zariadenia na ich rozprašovanie.
Ako ukazuje vyššie uvedená tabuľka, extrudovaná polystyrénová pena je dôstojným konkurentom polyuretánovej peny. Tento materiál je dodávaný vo forme pevných blokov, ale pomocou bežného stolárskeho noža je možné ho vyrezať do akéhokoľvek tvaru. Pri porovnaní charakteristík peny a pevných polymérov stojí za zmienku, že pena netvorí švy, a to je jej hlavná výhoda v porovnaní s blokmi.
Porovnanie bavlnených materiálov
Minerálna vlna má podobné vlastnosti ako penové plasty a expandovaný polystyrén, ale „dýcha“ a nehorí. Má tiež lepšiu odolnosť proti vlhkosti a počas prevádzky prakticky nemení svoje kvality. Ak máte na výber medzi pevnými polymérmi a minerálna vlna, je lepšie dať prednosť tomu druhému.
U kamenná vlna porovnávacie charakteristiky rovnaké ako minerálne, ale náklady sú vyššie. Ecowool má rozumnú cenu a ľahko sa inštaluje, ale má nízku pevnosť v tlaku a časom sa prehýba. Sklolaminát tiež ochabuje a navyše sa drobí.
Objemové a organické materiály
Niekedy sa používa na tepelnú izoláciu domov. sypkých materiálov– perlit a papierový granulát. Odpudzujú vodu a sú odolné voči patogénnym faktorom. Perlit je šetrný k životnému prostrediu, nehorí a neusadzuje sa. Hromadné materiály sa však zriedka používajú na izoláciu stien, je lepšie ich použiť na vybavenie podláh a stropov.
Z organických materiálov je potrebné vyzdvihnúť ľan, drevné vlákno a korková krytina. Sú bezpečné pre životné prostredie, ale sú náchylné na horenie, ak nie sú impregnované špeciálnymi látkami. Drevené vlákno je navyše náchylné na biologické faktory.
Vo všeobecnosti, ak vezmeme do úvahy náklady, praktickosť, tepelnú vodivosť a trvanlivosť izolácie, potom najlepšie materiály na dokončenie stien a stropov - to sú polyuretánová pena, penoizol a minerálna vlna. Iné typy izolácií majú špecifické vlastnosti, na aké sú určené neštandardné situácie, a odporúča sa použiť takúto izoláciu iba vtedy, ak neexistujú žiadne iné možnosti.
Schopnosť telies a látok prenášať vnútornú energiu, definovaná v makroprocesoch pojmom „ termálna energia“ sa nazýva tepelná vodivosť. V technológii a konštrukcii tepelná vodivosť vonkajšie štruktúry– jedno z najdôležitejších štandardizovaných kritérií.
Vzorec pre tepelnú vodivosť (Fourierov zákon), ktorý je podrobnejšie diskutovaný nižšie, dáva do súvislosti množstvo tepelnej energie prenesenej za jednotku času na jednotku plochy prostredníctvom koeficientu tepelnej vodivosti, ktorý slúži základná charakteristika stavebné konštrukcie na základe ich prestupu tepla.
Tepelná vodivosť niektorých tepelnoizolačných materiálov ich robí nevhodnými na použitie v bytovej výstavbe, hoci ich ostatné ukazovatele sú celkom prijateľné. Tepelná vodivosť zmesí a kompozitných materiálov používaných na stavbu domov je zvyčajne vyššia ako tepelná vodivosť iných látok, pretože táto vlastnosť sa berie do úvahy pri vývoji ich zložení.
Koeficient tepelnej vodivosti materiálu možno určiť numericky pomocou špeciálnych nástrojov a techník, ktoré sú povinné v súlade s existujúcimi architektonickými normami v Rusku.
Stavebné tepelnoizolačné materiály a ich tepelná vodivosť
Tepelná vodivosť konštrukcie nie je len funkciou komponentov zahrnutých v jej zložení, dôležitú úlohu zohráva pórovitosť izolácie, pretože vzduch je dobrým tepelným izolantom. Prestup tepla poréznych materiálov je výrazne nižší ako u monolitických.
Porovnanie rozsahu vlastností konštrukčných výrobkov, ktoré zahŕňa: pevnostné charakteristiky, prípustné zaťaženia, tepelná vodivosť materiálov a požadované hrúbky na dodržanie noriem tepelnej vodivosti vedie k záveru, že pre výstavbu vysokokvalitných moderný dom vyžaduje sa použitie tepelnoizolačných materiálov s vysokou izolačnou schopnosťou na jednotku objemu a hmotnosti.
Samostatnou oblasťou pri tvorbe tepelnoizolačných materiálov je izolácia potrubí. Rúry majú významný vplyv na užitočný objem obytného priestoru je preto výrazné zníženie hrúbky ich tepelnej izolácie, potrebné pre normálne fungovanie systému, jedným z dôležité požiadavky moderný dizajn.
Vlastnosti prostredia a prenos tepla
Prenos tepla v stavebné konštrukcie závisí nielen od vlastností tepelnoizolačných materiálov a teplotných rozdielov, ale aj od parametrov prostredia. Čím nižší je rosný bod, teda čím menej vody vo vzduchu, tým nižšia je jeho tepelná vodivosť. Zároveň má studený vzduch vždy nižší rosný bod.
Preto, aby sa zlepšila tepelná izolácia obytného priestoru, používajú parotesné materiály, ktorého pôsobenie je založené na princípe membrán. Oddeľujú vlhký vzduch na jednej strane izolačných materiálov od vzduchu na ich povrchu, čím výrazne znižujú tepelnú vodivosť steny.
Porovnanie hrúbok tepelnoizolačných materiálov potrebných na zabezpečenie prijateľných architektonických štandardov stavaného domu s použitím parozábrany a bez nej vedie k jasnému záveru o jednoznačnej potrebe použiť navrhované membránové tkaniny spolu s tepelnou izoláciou v tepelnej izolácii stien a striech vrstvy.
Tepelnoizolačné materiály používané na usporiadanie potrubí vykurovacích systémov a vodovodných systémov sú najmä výrobky vyrobené z poréznych materiálov s nízkou tepelnou vodivosťou, ktoré majú na svojich povrchoch súvislé filmy získané extrúziou, čo zase zabezpečuje konštantný rosný bod vo vnútri pórov. Preto je priemer výrobkov na spoľahlivú izoláciu potrubia výrazne menší, ako by sa vyžadovalo bez prítomnosti takýchto povrchov.
Tabuľka tepelnej vodivosti
Tepelná vodivosť niektorých materiálov je uvedená v tabuľke nižšie. Informácie o ostatných stavebných výrobkoch v stavebníctve nájdete v adresári.
| Materiál | Súčiniteľ tepelnej vodivosti | Požadovaná hrúbka | |
| 1 | Expandovaný polystyrén PSB-S-25 | 0,042 | 124 |
| 2 | Fasádne plsti z minerálnej vlny Rockwool | 0,046 | 135 |
| 3 | Lepené drevené trámy alebo masívneho dreva | 0,18 | 530 |
| 4 | Keramické bloky Proterm | 0,17 | 575 |
| 5 | Bloky z penového betónu 400 kg/m3 | 0,18 | 610 |
| 6 | Polystyrénbetónové tvárnice 500 kg/m3 | 0,19 | 643 |
| 7 | Pórobetónové tvárnice 600 kg/m3 | 0,29 | 981 |
| 8 | Tvárnice z expandovaného betónu 800 kg/m3 | 0,31 | 1049 |
| 9 | Expandovaná tehla dutá 1000 kg/m3 | 0,52 | 1530 |
| 10 | Hlinená stavebná tehla | 0,52 | 1530 |
| 11 | Vápenopiesková stavebná tehla | 0,76 | 2236 |
| 12 | Železobetón (GOST 26633) 2500 kg/m3 | 0,87 | 2560 |
| Názov materiálu | Tepelná vodivosť, W/m*K | Paropriepustnosť, mg/m*h*Pa | Absorpcia vlhkosti,% | Skupina horľavosti |
| Minvata | 0,037-0,048 | 0,49-0,6 | 1,5 | NG |
| Polystyrén | 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 |
Expandovaný polystyrén
Penová izolácia na báze styrénových a styrén-butadiénových kompozícií. Má dobré tepelno-izolačné vlastnosti a používa sa na izoláciu stien a potrubí.
Vytláčacie dosky
Rôzne v základni (hlavne polyuretánová pena a polystyrénová pena). Dosky majú spojovacie drážky, čo si nevyžaduje ich utesnenie. Toto moderné materiály, používa sa na izoláciu akýchkoľvek veľkých a rovných plôch.
Penofol
Polyetylénová penová fólia. Má množstvo výhod: je elastický, neprepúšťa vzduch a má reflexný povrch. Používa sa na tepelnú izoláciu stien, potrubí, podláh, má dobré tepelnoizolačné vlastnosti, no zároveň „nedýcha“, inými slovami, pri veľkom teplotnom rozdiele môže na jeho povrchu kondenzovať vlhkosť.
Minerálna vlna
Vláknitá izolácia vyrobená z minerálne vlákna. Široko používaný na izoláciu stien, stropov a striech, nevyhnutný na izoláciu zložitých nerovných povrchov. Možno použiť ako obal na potrubie veľký priemer. Elastickejšie ako čadičová vlna a ľahšie. Ostatné charakteristiky sú o niečo horšie, s výnimkou ceny.
Čadičová vlna
Jeden z najmodernejších prémiových elastických izolačných materiálov. O niečo menej elastické v porovnaní s minerálnou vlnou. Má väčšiu špecifická hmotnosť, veľké prepravné rozmery, vyššie náklady.
Polystyrén
Penová polyuretánová pena. Používa sa vo forme dosiek namontovaných „na tupo“. Používa sa na izoláciu stien, podláh a stropov a strešných krytín.
Objemové a organické materiály
Hromadné a organické materiály(expandovaná hlina, troska, piliny, hobliny) sa používajú na vyplnenie dutín (duté steny, stropy). Majú množstvo nevýhod: hygroskopickosť, zhutnenie v priebehu času, nízka schopnosť parotesnej bariéry. Hlavnými výhodami sú dostupnosť a cena.
Porovnanie paropriepustnosti izolačných materiálov
Názov materiálu Tepelná vodivosť, W/m*K Paropriepustnosť, mg/m*h*Pa Absorpcia vlhkosti, %
Skupina horľavosti
Minerálna vlna 0,037-0,048 0,49-0,6 1,5 NG
Penový plast 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
Potenciál tepelnej vodivosti stien domu, ktorý sa rovná súčtu tepelnej vodivosti všetkých vrstiev ich konštrukcie, delený ich hrúbkou, ukazuje, koľko tento dizajn dokáže udržať teplo.
Porovnávacia analýza údajov z tabuľky tepelnej vodivosti materiálov a izolačných materiálov umožňuje urobiť výpočty o ich použiteľnosti v určitých prípadoch. Tepelná vodivosť stavebných materiálov domu, ako je uvedené vyššie, závisí aj od rosného bodu prostredia medzi jeho povrchmi.
Fourierov zákon tepelnej vodivosti
Na záver pár slov o teoretický základ javy prenosu tepla a tepelnej vodivosti. Na výpočet súčiniteľa tepelnej vodivosti materiálov sa používa Fourierov zákon, ktorý popisuje vzťah medzi rýchlosťou prechodu tepelnej energie jednotkovým úsekom.
Tepelná vodivosť prostredníctvom koeficientu λ súvisí s fyzikálnymi parametrami telesa. Ak považujeme rovnobežnosten za teplovodivé teleso, potom množstvo tepla, ktoré ním prejde za jednotku času, možno opísať nasledujúcim vzorcom (Fourierov zákon):
P=λ ×S∆T/l, kde P je tepelný stratový výkon, S je plocha prierezu rovnobežnostena, T je teplotný rozdiel medzi plochami, l je dĺžka rovnobežnostena (vzdialenosť medzi tvárami).
Inými slovami, koeficient určený meraním teplotného rozdielu sa rovná množstvu tepla, ktoré prejde štvorcový centimeter prierezy materiálu za jednotku času.