Теплопроводность: пенопласта 50 мм в сравнении, таблица утеплителей по толщине

Основные характеристики теплоизоляционных материалов

Теплопроводность. Чем ниже теплопроводность, тем меньше требуется утеплительный слой, а значит, и ваши расходы на утепление сократятся.

Влагопроницаемость. Меньшая влагопроницаемость снижает негативное воздействие влаги на утеплитель при последующей эксплуатации.

Пожаробезопасность. Материал не должен поддерживать горение и выделять ядовитые пары, а иметь свойство к самозатуханию.

Экономичность. Утеплитель должен быть доступным по стоимости для широкого слоя потребителей.

Долговечность. Чем больше срок использования утеплителя, тем он дешевле обходится потребителю при эксплуатации и не требует частой замены или ремонта.

Экологичность. Материал для теплоизоляции должен быть экологически чистым, безопасным для здоровья человека и окружающей природы. Эта характеристика важна для жилых помещений.

Толщина материала. Чем тоньше утеплитель, тем меньше будет «съедаться» жилое пространство помещения.

Вес материала. Меньший вес утеплителя даст меньшее утяжеление утепляемой конструкции после монтажа.

Звукоизоляция. Чем выше звукоизоляция, тем лучше защита жилых помещений от шума со стороны улицы.

Простота монтажа. Момент достаточно важен для любителей делать ремонт в доме своими руками.

Коэффициент теплопроводности вакуума ↑

Интересно рассмотреть с этой точки зрения коэффициент теплопроводности вакуума. Он близок нулю — причем, чем вакуум глубже вакуум, тем его теплопроводность ближе к нулевой. Почему? Дело в том, что в вакууме крайне низкая концентрация материальных частиц, которые способны переносить тепло. Но тепло в вакууме всё же передаётся — при помощи излучения. Так, например, чтобы довести до минимума теплопотери, термос делают с двойными стенками, откачивая между ними воздух. А также делают «серебрение». На том же качестве, что зеркальная поверхность отражает излучение лучше, основаны свойства таких материалов, как фольгированный пенофол и другие подобные изоляционные материалы. Ниже смотрим познавательные видеоматериалы для более полного представления такого физического понятия, как теплопроводность, на конкретных примерах.

Типы минераловатных плит

Действующий в настоящее время ГОСТ 52953-2008 делит минеральную вату на три вида:

• стеклянную (стекловату);
• каменную (базальтовую) минвату;
• шлаковую.

Стекловата – это прежде всего бюджетный вид утеплителя, имеющий высокую плотность и упругость. В данном случае теплопроводность минеральной ваты составляет 0,03–0,052 Вт/(м°C). Для её изготовления используют те же материалы, что и для получения обычного стекла – соду, песок, буру, известняк и доломит. К очевидным плюсам выбора стекловаты относят не только ее небольшую теплопроводность, но и сравнительно невысокую стоимость, к минусам – вредное влияние на кожу и органы дыхания.

Для изготовления шлаковаты применяют доменный шлак. При этом показатель теплопроводности материала выше, чем у стекловаты, но всё равно достаточно низкий – на уровне 0,46-0,48 Вт/(м°C). Плюсы минеральной ваты можно перечислять достаточно долго, но основные – это относительно невысокая стоимость, простота монтажа и высокий коэффициент звукопоглощения, среди минусов выделяют – высокую гигроскопичность материала, из-за которой он легко впитывает влагу.

Каменную минвату получают из расплавов изверженных горных пород – прежде всего из базальта. Именно поэтому данный материал иногда еще называют базальтовой ватой. Её теплопроводность изменяется в более широких диапазонах, по сравнению с другими видами минваты, от 0,032 до 0,046 Вт/(м°C), поэтому популярным данный вид ваты при использовании в качестве утеплителя назвать сложно. При этом базальтовая вата считается самой прочной среди аналогов и меньше всего подвержена воздействию влаги. Однако стоит она дороже, чем остальные виды минеральной ваты.

Теплопроводность пенопласта от 50 мм до 150 мм считаем теплоизоляцию

Пенополистирольные плиты, именуемые в просторечье пенопласт – это изоляционный материал, как правило, белого цвета. Изготавливают его из полистирола термального вспучивания. На вид пенопласт представлен в виде небольших влагостойких гранул, в процессе плавления при высокой температуре выплавляется в одно целое, плиту. Размеры частей гранул считаются от 5 до 15 мм. Выдающаяся теплопроводность пенопласта толщиной 150 мм, достигается за счет уникальной структуры – гранул.

У каждой гранулы есть огромное количество тонкостенных микро ячеек, которые в свою очередь во много раз повышают площадь соприкосновения с воздухом. Можно с уверенность сказать, что пенопласт практически весь состоит из атмосферного воздуха, приблизительно на 98%, в свою очередь этот факт являет собой их предназначение – теплоизоляция зданий как снаружи, так и внутри.

Всем известно, еще из курсов физики, атмосферный воздух, является основным изолятором тепла во всех теплоизоляционных материалах, находится в обычном и разреженном состоянии, в толще материала. Тепло-сбережение, основное качество пенопласта.

Как было сказано раньше, пенопласт практически на 100% состоит из воздуха, а это в свою очередь определяет высокую способность пенопласта сохранять тепло. А связанно это с тем, что у воздуха самая низкая теплопроводность. Если посмотреть на цифры, то мы увидим, что теплопроводность пенопласта выражена в промежутке значений от 0,037Вт/мК до 0,043Вт/мК. Это можно сопоставить с теплопроводность воздуха — 0,027Вт/мК.

В то время как теплопроводность популярных материалов, таких как дерево (0,12Вт/мК), красный кирпич (0,7Вт/мК), керамзитная глина (0,12 Вт/мК) и других, используемых для строительства, намного выше.

Поэтому самым эффективным материалом из немногих для теплоизоляции наружных и внутренних стен здания принято считать пенопласт. Затраты на отопление и охлаждение жилых помещений значительно сокращаются благодаря применению пенопласта в строительстве.

Превосходные качества пенополистирольных плит нашли свое применение и в других видах защиты, например: пенопласт, так же служит для защиты от промерзания подземных и наружных коммуникаций, за счет чего их эксплуатационный срок увеличивается в разы. Пенопласт применяют и в промышленном оборудовании (холодильные машины, холодильные камеры) и в складских помещениях.

Влияние на свойства

Большинство характеристик утеплителя взаимосвязаны. Так, показатель плотности влияет на теплопроводность.

Как известно, воздух является лучшим теплоизолятором. Большое количество воздушных пузырьков расположено между хаотично направленными волокнами минераловатных утеплителей, например, каменной ваты. Однако если увеличить удельный вес материала (по сути, сильнее сжать волокна), то объем воздушных пузырьков уменьшится, что приведет к повышению теплопроводности.

Впрочем, связь между плотностью и теплопроводностью обусловлена структурой материала. Например, при изменении плотности пенополистирола объем воздуха, содержащийся в его капсулах, остается неизменным. Это значит, что теплопроводность никак не изменяется при смене плотности утеплителя.

А вот на звукоизоляцию изменение удельного веса влияет всегда. Это обусловлено тем, что с уменьшением воздухопроницаемости теплоизолятора растут его шумопоглощающие показатели.

Иначе говоря, чем плотнее материал, тем лучшей звукоизоляцией он характеризуется. Однако по мере увеличения плотности растет и вес, толщина материала. Работать с ним становится неудобно.

Выходом из подобной ситуации станет применение специальных теплоизоляционных панелей с улучшенными звукоизоляционными свойствами. Это может быть легкая стекловата или базальтовый утеплитель с перекрученными тонкими и длинными волокнами. При этом плотность материала может не превышать 50 кг/м3.

Показатели прочности связаны также со способностью материала выдерживать большие нагрузки, причем связь здесь прямо пропорциональная. В связи с этим на нагружаемых участках следует использовать более плотные материалы. Только так можно избежать деформации утеплителя.

Наконец, от удельного веса утеплителя зависит способ его монтажа. Так, между лагами и элементами обрешетки можно применять теплоизоляторы легкие, небольшой плотностью. Если этот же вариант монтировать на стены, он просто сползет, поэтому выбор делается в пользу более прочных матов и листов.

Кроме того, плотные утеплители не нуждаются в дополнительной механической защите, они достаточно прочны, чтобы противостоять механическим нагрузкам. А более рыхлые материалы – пенопласт, пенополистирол, минеральная вата – всегда нуждаются в дополнительной защите.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов – таблицы

Теплоизоляционные свойства материалов прекрасно демонстрируют сводные таблицы, в которых представлены нормативные показатели.

Таблица коэффициентов теплоотдачи материалов. Часть 1

Проводимость тепла материалов. Часть 2Таблица теплопроводности изоляционных материалов для бетонных полов

Но эти таблицы теплопроводности материалов и утеплителей учли далеко не все значения. Рассмотрим подробнее теплоотдачу основных строительных материалов.

Таблица теплопроводности кирпича

Как уже успели убедиться, кирпич – не самый «тёплый» стеновой материал. По теплоэффективности он отстаёт от дерева, пенобетона и керамзита. Но при грамотном утеплении из него получаются уютные и тёплые дома.

Сравнение теплопроводности строительных материалов по толщине (кирпич и пенобетон)

Но не все виды кирпича имеют одинаковый коэффициент теплопроводности (λ). Например, у клинкерного он самый большой – 0,4−0,9 Вт/(м·К). Поэтому строить из него что-то нецелесообразно. Чаще всего его применяют при дорожных работах и укладке пола в технических зданиях. Самый малый коэффициент подобной характеристики у так называемой теплокерамики – всего 0,11 Вт/(м·К). Но подобное изделие также отличается и большой хрупкостью, что максимально минимизирует область его применения.

Неплохое соответствие прочности и теплоэффективности у силикатных кирпичей. Но кладка из них также нуждается в дополнительном утеплении, и в зависимости от региона строительства, возможно, ещё и в утолщении стены. Ниже приведена сравнительная таблица значений проводимости тепла различными видами кирпичей.

Теплопроводность разных видов кирпичей

Таблица теплопроводности металлов

Теплопроводность металлов не менее важна в строительстве, например, при выборе радиаторов отопления. Также без подобных значений не обойтись при сварке ответственных конструкций, производстве полупроводников и различных изоляторов. Ниже приведены сравнительные таблицы проводимости тепла различных металлов.

Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 1Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 2Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 3

Таблица теплопроводности дерева

Древесина в строительстве негласно относится к элитным материалам для возведения домов. И это не только из-за экологичности и высокой стоимости. Самые низкие коэффициенты теплопроводности у дерева. При этом подобные значения напрямую зависят от породы. Самый низкий коэффициент среди строительных пород имеет кедр (всего 0,095 Вт/(м∙С)) и пробка. Из последней строить дома очень дорого и проблемно. Но зато пробка для покрытия пола ценится из-за своей невысокой проводимости тепла и хороших звукоизоляционных качеств. Ниже представлены таблицы теплопроводности и прочности различных пород.

Проводимость тепла дереваПрочность разных пород древесины

Таблица проводимости тепла бетонов

Бетон в различных его вариациях является самым распространённым строительным материалом на сегодня, хотя и не является самым «тёплым». В строительстве различают конструкционные и теплоизоляционные бетоны. Из первых возводят фундаменты и ответственные узлы зданий с последующим утеплением, из вторых строят стены. В зависимости от региона к таковым либо применяется дополнительное утепление, либо нет.

Сравнительная таблица теплоизоляционных бетонов и теплопроводности различных стеновых материалов

Наиболее «тёплым» и прочным считает газобетон. Хотя это не совсем так. Если сравнивать структуру пеноблоков и газобетона, можно увидеть существенные различия. У первых поры замкнутые, когда же у газосиликатов большинство их открытые, как бы «рваные». Именно поэтому в ветреную погоду неутеплённый дом из газоблоков очень холодный. Эта же причина делает подобный лёгкий бетон более подверженным к воздействиям влаги.

Какой коэффициент теплопроводности у воздушной прослойки

В строительстве зачастую используют воздушные ветронепродуваемые прослойки, которые только увеличивают проводимость тепла всего здания. Также подобные продухи необходимы для вывода влаги наружу

Особое внимание проектированию подобных прослоек уделяется в пенобетонных зданиях различного назначения. У подобных прослоек также есть свой коэффициент теплопроводности в зависимости от их толщины. Таблица проводимости тепла воздушных прослоек

Таблица проводимости тепла воздушных прослоек

Описание минеральной ваты

Среди специалистов большой популярностью пользуется минеральная вата. Она считается одним из лучших теплоизоляторов, поскольку:

• безопасна для человеческого организма;
• очень эффективна;
• сравнительно недорогая.

Теплопроводность и специфика

Теплопроводностью называют возможность предмета пропускать и отдавать тепло. Каждый утеплитель обладает определенной теплопроводностью. От ее коэффициента зависит качественный показатель вещества и область его применения.

На теплопроводность ваты влияет марка и состав. Средняя цифра варьируется в рамках 0,034-0,05 Вт/м*К. Этот показатель весьма низкий, поэтому вата – это хороший теплоизолятор.

У рыхлой минеральной ваты коэффициент еще ниже – 0,035-0,047, поскольку воздушные «подушки» лучше задерживают тепло. У тяжелой минваты коэффициент равен 0,48-0,55 Вт/м*К.

Для сравнения предлагаем вашему вниманию коэффициенты других утеплителей:

• у пенополиуретана – 0,025;
• у вспененного каучука – 0,03;
• у легких пробковых листов – 0,035;
• у стекловолокна – 0,036;
• у пенопласта – 0,037;
• у пенополистирола и поролона – 0,04;
• у легкой МВ – 0,039-0,047;
• у стекловаты – 0,05;
• у хлопковой ваты – 0,055.

Чем ниже коэффициент, тем качественнее утеплительный материал. В отличие от пенопласта, минвата обладает несколько пониженным энергоемким показателем. Но при сопоставлении с этими материалами, она характеризуется лучшей огнестойкостью, и избавлена от вредных элементов.

Поскольку вата обладает низким коэффициентом теплопроводности, ее применяют для утепления построек с внутренней и наружной стороны.

Как выбрать минвату и рассчитать толщину утеплителя

У любого здания есть своя норма теплосопротивления. На этот показатель влияет климатическая зона, в которой находится постройка.

Каждый утеплитель имеет индивидуальный показатель теплопроводимости

На основе этого крайне важно сделать правильное теплоизоляционное условие, которое сократит использование энергии для отопления и охлаждения постройки

Если использовать минвату для уже готового здания, то при расчете учитывают:

• тип и сечение материала;
• коэффициент теплопроводности;
• показатель теплоизоляции.

Чтобы верно рассчитать толщину утеплителя, важно знать показатель:

• стандарта теплосопротивления постройки в конкретном регионе;
• теплосопротивления материала, используемого в строительстве;
• КТ утеплителя.

Специалисты используют формулу: K=R/N.

K – теплосопротивление стены;

R – толщина материала;

N – КТ.

С помощью этой формулы можно узнать показатель теплосопротивления стены. Основываясь на просчитанном результате, легко узнать необходимую толщину теплоизоляции.

Минеральная вата как утеплитель

Каждый теплоизолятор имеет свои отличительные достоинства и минвата не стала исключением. При сравнении с другими похожими материалами, она:

• не содержит вредных примесей;
• безопасна для человека;
• легко монтируется;
• обладает длительным эксплуатационным сроком.

Предлагаем вашему вниманию сравнение минваты с экструдированным пенополистиролом.

Категория	Минвата	Пенополистирол
Прочность сжатия	37-190(+/-10%)	28-53 (+/-10%)
Водопоглощение за сутки	Меньше 0,4	0,2-0,4
Горение	Не горит	Выпускает токсины
ПТП	НГ, Т2	Г1, Д3, РП1
Рабочая температура	-180 – +650, плавится при 1000 градусов	-50 – +75, при 200-250 градусах выпускает токсины
Паропроницаемость	0,31-0,032	0,007-0,012
Безопасность	+	–
Теплосопротивление	0,036-0,045	0,03-0,033
Звукоизоляция и ветрозащитность	+	+
Устойчивость к влажности	+	+
Устойчивость к нагрузке	–	+
Сохранение размера	–	+
Эксплуатация	50 лет (реальная – 15)	50 лет (действительная – 20)
Удобный монтаж	+	+
Огнеустойчивость	+	–

Рассмотрим более детально известных производителей минеральной ваты.

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры:

q→=−ϰgrad(T),{\displaystyle {\vec {q}}=-\varkappa \,\mathrm {grad} (T),}

где q→{\displaystyle {\vec {q}}} — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, ϰ{\displaystyle \varkappa } — коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность), T{\displaystyle T} — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad(T){\displaystyle \mathrm {grad} (T)} (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

P=−ϰSΔTl,{\displaystyle P=-\varkappa {\frac {S\Delta T}{l}},} [Вт/(м·К) · (м2·К)/м = Вт/(м·К) · (м·К) = Вт]

где P{\displaystyle P} — полная мощность тепловых потерь, S{\displaystyle S} — площадь сечения параллелепипеда, ΔT{\displaystyle \Delta T} — перепад температур граней, l{\displaystyle l} — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Связь с электропроводностью

Связь коэффициента теплопроводности ϰ{\displaystyle \varkappa } с удельной электрической проводимостью σ{\displaystyle \sigma } в металлах устанавливает закон Видемана — Франца:

ϰσ=π23(ke)2T,{\displaystyle {\frac {\varkappa }{\sigma }}={\frac {\pi ^{2}}{3}}\left({\frac {k}{e}}\right)^{2}T,}

где k{\displaystyle k} — постоянная Больцмана;

e{\displaystyle e} — заряд электрона;

T{\displaystyle T} — абсолютная температура.

Коэффициент теплопроводности газов

В газах коэффициент теплопроводности может быть найден по приближённой формуле

ϰ∼13ρcvλv¯,{\displaystyle \varkappa \sim {\frac {1}{3}}\rho c_{v}\lambda {\bar {v}},}

где ρ{\displaystyle \rho } — плотность газа, cv{\displaystyle c_{v}} — удельная теплоёмкость при постоянном объёме, λ{\displaystyle \lambda } — средняя длина свободного пробега молекул газа, v¯{\displaystyle {\bar {v}}} — средняя тепловая скорость. Эта же формула может быть записана как

ϰ=ik3π32d2RTμ,{\displaystyle \varkappa ={\frac {ik}{3\pi ^{3/2}d^{2}}}{\sqrt {\frac {RT}{\mu }}},}

где i{\displaystyle i} — сумма поступательных и вращательных степеней свободы молекул (для двухатомного газа i=5{\displaystyle i=5}, для одноатомного i=3{\displaystyle i=3}), k{\displaystyle k} — постоянная Больцмана, μ{\displaystyle \mu } — молярная масса, T{\displaystyle T} — абсолютная температура, d{\displaystyle d} — эффективный (газокинетический) диаметр молекул, R{\displaystyle R} — универсальная газовая постоянная. Из формулы видно, что наименьшей теплопроводностью обладают тяжелые одноатомные (инертные) газы, наибольшей — легкие многоатомные (что подтверждается практикой, максимальная теплопроводность из всех газов — у водорода, минимальная — у радона, из нерадиоактивных газов — у ксенона).

Теплопроводность в сильно разреженных газах

Приведённое выше выражение для коэффициента теплопроводности в газах не зависит от давления. Однако если газ сильно разрежен, то длина свободного пробега определяется не столкновениями молекул друг с другом, а их столкновениями со стенками сосуда. Состояние газа, при котором длина свободного пробега молекул ограничивается размерами сосуда называют высоким вакуумом. При высоком вакууме теплопроводность убывает пропорционально плотности вещества (то есть пропорциональна давлению в системе): ϰ∼13ρcvlv¯∝P{\displaystyle \varkappa \sim {\frac {1}{3}}\rho c_{v}l{\bar {v}}\propto P}, где l{\displaystyle l} — размер сосуда, P{\displaystyle P} — давление.

Таким образом коэффициент теплопроводности вакуума тем ближе к нулю, чем глубже вакуум. Это связано с низкой концентрацией в вакууме материальных частиц, способных переносить тепло. Тем не менее, энергия в вакууме передаётся с помощью излучения. Поэтому, например, для уменьшения теплопотерь стенки термоса делают двойными, серебрят (такая поверхность лучше отражает излучение), а воздух между ними откачивают.

Шаг 4: Сравниваем. Таблица теплопроводности утеплителей

В таблице приводится сравнение утеплителей по теплопроводности заявленной производителями и соответствующие ГОСТам:

Наименование материала	Коэффициент теплопроводности Ват/м2
Пенопласт	0.03
Минвата	0,049-0,6
Пенофол	0,037-0,049
Пеноизол	0,21-0,24
Пеностекло	0.08
Пенополиуретан (ППУ)	0.02
Эковата (целюлоза)	0.04

Сравнительная таблица теплопроводности строительных материалов, которые не принято считать утеплителями:

Наименование материала	Коэффициент теплопроводности Ват/м2
Бетон	1.51
Гранит	3.49
Мрамор	2.91
Сталь	58

Показатель теплопередачи лишь указывает на скорость передачи тепла от одной молекуле к другой. Для реальной жизни этот показатель не так важен. А вот без теплового расчета стены не обойтись. Сопротивление теплопередаче — величина обратная теплопроводности. Речь идет о способности материала (утеплителя) задерживать тепловой поток. Чтобы рассчитать сопротивление теплопередаче нужно разделить толщину на коэффициент теплопроводности. На примере ниже показан расчет теплового сопротивления стены из бруса толщиной 180 мм.

Как видно, теплосопротивление такой стены составит 1,5. Достаточно? Это зависит от региона. В примере показан расчет для Красноярска. Для этого региона нужный коэффициент сопротивления ограждающих конструкций установлен на уровне 3,62. Ответ ясен. Даже для Киева, который намного южнее данный показатель равняется 2,04.

А значит, способности деревянного дома сопротивляться потере тепла недостаточно. Необходимо утепление, а уже, каким материалом — рассчитывайте по формуле.

Понятие теплопроводности на практике

Теплопроводность учитывается на этапе проектирования здания

При этом берется во внимание способность материалов удерживать тепло. Благодаря их правильному подбору жильцам внутри помещения всегда будет комфортно. Во время эксплуатации будут существенно экономиться денежные средства на отопление

Во время эксплуатации будут существенно экономиться денежные средства на отопление.

Утепление на стадии проектирования является оптимальным, но не единственным решением. Не составляет трудности утеплить уже готовое здание путем проведения внутренних или наружных работ. Толщина слоя изоляции будет зависеть от выбранных материалов. Отдельные из них (к примеру, дерево, пенобетон) могут в некоторых случаях использоваться без дополнительного слоя термоизоляции. Главное, чтобы их толщина превышала 50 сантиметров.

Особенное внимание следует уделить утеплению кровли, оконных и дверных проемов, пола. Сквозь эти элементы уходит больше всего тепла. Зрительно это можно увидеть на фотографии в начале статьи

Зрительно это можно увидеть на фотографии в начале статьи.

Характеристика материала

Минеральная вата представляет собой материал, в основе которого лежит минеральный компонент. Это собирательное понятие, которое включает в себя несколько разновидностей теплоизоляционного материала. В него входит каменная, шлаковая и стекловата. Все они значительно отличаются друг от друга. Для каждой разновидности характерна собственная волокнистость. Она может быть вертикальной, горизонтальной, гофрированной. От этого во многом зависит область ее применения в строительной сфере. К преимуществам ваты минеральной относится:

Виды минеральной ваты по плотности.

• хорошая устойчивость к высокой и низкой температуре,
• устойчивость к воздействию химических агентов,
• высокие теплоизоляционные характеристики,
• плохая проводимость звука.

Все это обеспечивает массовое распространение ее в строительстве. Не нужно забывать и про то, что она является экологически чистым продуктом. Это означает, что она безопасна в использовании. Она не выделяет в окружающий воздух вредных токсинов даже при нагревании. В процессе использования ее для внутренних работ огромное значение имеет такая характеристика, как способность пропускать пары. Она отлично пропускает пар, благодаря чему поддерживается оптимальная влажность в помещении. Несмотря на все это, есть у нее и недостатки. Основной минус этого материала невысокая устойчивость к механическим повреждениям.

Где применяется минеральная вата

Вата на минеральной основе имеет низкий коэффициент теплопроводности. Благодаря этому она может применяться практически везде. Во-первых, она нашла применение при изоляции горячих ограждающих конструкций. Обеспечивается это тем, что минеральная вата безопасна в пожарном отношении, опережая по данному показателю некоторые более дорогие изоляционные средства. Во-вторых, областью ее применения является изоляция ограждающих поверхностей различных зданий. Но здесь есть одно условие: изоляция должна быть не нагружаемой.

Структура минеральной ваты и эковаты.

В-третьих, она используется в системе утепления фасадов зданий. В-четвертых, очень часто ее используют в системе внутреннего утепления конструкций. В последнем случае речь идет о панелях из железобетона или простого бетона. В-пятых, минеральная вата применяется в системе отопления, в частности при возведении и эксплуатации трубопроводов. В-шестых, данный материал является утеплителем различного промышленного оборудования. В-седьмых, вата нашла применение при строительстве плоских кровель. Особенно часто это наблюдается при отсутствии бетонной стяжки. В-восьмых, бани, стены домов тоже возводятся с использованием ваты минеральной.

Недостатки высокой теплопроводности меди и ее сплавов

Медь имеет гораздо большую стоимость, чем алюминий или латунь. Но между тем этот материал имеет ряд недостатков, которые связаны с его положительными сторонами. Высокая теплопроводность этого металла вынуждает к созданию специальных условий для его обработки. То есть медные заготовки необходимо нагревать более точно, нежели сталь. Кроме этого часто, перед началом обработки предварительный или сопутствующий нагрев. Нельзя забывать о том, что трубы, изготовленные из меди, подразумевают то, что будет проведена тщательная теплоизоляция. Особенно это актуально для тех случаев, когда из этих труб собрана система подачи отопления. Это значительно удорожает стоимость выполнения монтажных работ. Определенные сложности возникают и при использовании газовой сварки. Для выполнения работе требуется более мощный инструмент. Иногда, для обработки меди толщиной в 8 – 10 мм может потребоваться использование двух, а то и трех горелок. При этом одной из них выполняют сварку медной трубы, а остальные заняты ее подогревом. Ко всему прочему работа с медью требует большего количества расходных материалов.

Работа с медью требует использования и специализированного инструмента. Например, при резке деталей, выполненных из бронзы или латуни толщиной в 150 мм потребуется резак, который может работать с сталью с большим количеством хром. Если его использовать для обработки меди, то предельная толщина не будет превышать 50 мм.

Можно ли повысить теплопроводность меди

Не так давно, группа западных ученых провела ряд исследований по повышению теплопроводности меди и ее сплавов. Для работы они применяли пленки, выполненные из меди, с нанесенным на ее поверхность тонким слоем графена. Для его нанесения использовали технологию его осаждения из газа. При проведении исследований применялось множество приборов, которые были призваны подтвердить объективность полученных результатов. Результаты исследований показали то, что графен обладает одним из самых высоких показателей теплопроводности. После того, как его нанесли на медную подложку, теплопроводность несколько упала. Но, при проведении этого процесса происходит нагревание меди и в ней происходит увеличение зерен, и в результате повышается проходимость электронов.

Графен с медной фольгой

При нагревании меди, но без нанесения этого материала, зерна сохранили свой размер. Одно из назначений меди это отведение лишнего тепла из электронных и электрических схем. Использование графенового напыления эта задача будет решаться значительно эффективнее.

Источники

• https://FB.ru/article/394480/chto-takoe-teploprovodnost-v-fizike
• https://ptk-granit.ru/what-to-choose/what-is-the-thermal-conductivity-of-building-materials-table-thermal-conductivity-and-other-characteristics-of-building-materials-in-figures/
• https://obrabotkametalla.info/stal/koefficient-teploprovodnosti-i-teploperedachi-stali
• https://kachestvolife.club/otoplenie/koefficienty-teploprovodnosti-stroitel-nyh-materialov-v-tablicah
• https://instanko.ru/drugoe/teploprovodnost-metallov.html
• https://homius.ru/tablitsa-teploprovodnosti-stroitelnyih-materialov.html

С этим читают

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше  (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

	В сухом состоянии	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Войлок шерстяной	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Каменная минеральная вата 25-50 кг/м3	0,036	0,042	0,,045
Каменная минеральная вата 40-60 кг/м3	0,035	0,041	0,044
Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Каменная минеральная вата 140-175 кг/м3	0,037	0,043	0,0456
Каменная минеральная вата 180 кг/м3	0,038	0,045	0,048
Стекловата 15 кг/м3	0,046	0,049	0,055
Стекловата 17 кг/м3	0,044	0,047	0,053
Стекловата 20 кг/м3	0,04	0,043	0,048
Стекловата 30 кг/м3	0,04	0,042	0,046
Стекловата 35 кг/м3	0,039	0,041	0,046
Стекловата 45 кг/м3	0,039	0,041	0,045
Стекловата 60 кг/м3	0,038	0,040	0,045
Стекловата 75 кг/м3	0,04	0,042	0,047
Стекловата 85 кг/м3	0,044	0,046	0,050
Пенополистирол (пенопласт, ППС)	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS)	0,029	0,030	0,031
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м3	0,11	0,14	0,15
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м3	0,13	0,22	0,28
Пеностекло, крошка, 100 — 150 кг/м3	0,043-0,06
Пеностекло, крошка, 151 — 200 кг/м3	0,06-0,063
Пеностекло, крошка, 201 — 250 кг/м3	0,066-0,073
Пеностекло, крошка, 251 — 400 кг/м3	0,085-0,1
Пеноблок 100 — 120 кг/м3	0,043-0,045
Пеноблок 121- 170 кг/м3	0,05-0,062
Пеноблок 171 — 220 кг/м3	0,057-0,063
Пеноблок 221 — 270 кг/м3	0,073
Эковата	0,037-0,042
Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м3	0,029	0,031	0,05
Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м3	0,035	0,036	0,041
Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м3	0,041	0,042	0,04
Пенополиэтилен сшитый	0,031-0,038
Вакуум
Воздух +27°C. 1 атм	0,026
Ксенон	0,0057
Аргон	0,0177
Аэрогель (Aspen aerogels)	0,014-0,021
Шлаковата	0,05
Вермикулит	0,064-0,074
Вспененный каучук	0,033
Пробка листы 220 кг/м3	0,035
Пробка листы 260 кг/м3	0,05
Базальтовые маты, холсты	0,03-0,04
Пакля	0,05
Перлит, 200 кг/м3	0,05
Перлит вспученный, 100 кг/м3	0,06
Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м3	0,054
Полистиролбетон, 150-500 кг/м3	0,052-0,145
Пробка гранулированная, 45 кг/м3	0,038
Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м3	0,076-0,096
Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м3	0,078
Пробка техническая, 50 кг/м3	0,037

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей

Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала

Итоги

Сегодня мы провели обзор утеплителей для дома, которые используются чаще всего. По результатам сравнения разных характеристик мы получили данные касательно теплопроводности, паропроницаемости, гигроскопичности и степени горючести каждого из утеплителей. Все эти данные можно объединить в одну общую таблицу:

Наименование материала	Теплопроводность, Вт/м*К	Паропроницаемость, мг/м*ч*Па	Влагопоглощение, %	Группа горючести
Минвата	0,037-0,048	0,49-0,6	1,5	НГ
Пенопласт	0,036-0,041	0,03	3	Г1-Г4
ППУ	0,023-0,035	0,02	2	Г2
Пеноизол	0,028-0,034	0,21-0,24	18	Г1
Эковата	0,032-0,041	0,3	1	Г2

Помимо этих характеристик, мы определили, что легче всего работать с жидкими утеплителями и эковатой. ППУ, пеноизол и эковата (монтаж мокрым методом) просто напыляются на рабочую поверхность. Сухая эковата засыпается вручную.