Что такое теплопроводность? Знать об этой величине необходимо не только профессионалам-строителям, но и простым обывателям, решившим самостоятельно построить дом.
Каждый материал, используемый в строительстве, имеет свой показатель этой величины. Самое низкое его значение – у утеплителей, самое высокое – у металлов. Поэтому необходимо знать формулу, которая поможет рассчитать толщину как возводимых стен, так и теплоизоляции, чтобы получить в итоге уютный дом.
Сравнение проводимости тепла у самых распространённых утеплителей
Чтобы иметь представление о проводимости тепла разных материалов, предназначенных для утепления, нужно сравнить их коэффициенты (Вт/м*К), приведённые в следующей таблице:
Как видно из вышеприведённых данных, показатель проводимости тепла таких строительных материалов, как теплоизоляционные, варьируется от минимального (0,019) до максимального (0,5). Все теплоизоляционные материалы имеют определённый разброс показаний. СНиПы описывают каждый из них в нескольких видах – в сухом, нормальном и влажном. Минимальный коэффициент проводимости тепла соответствует сухому состоянию, максимальный – влажному.
Если задумано индивидуальное строительство
При возведении дома важно учитывать технические характеристики всех составляющих (материала для стен, кладочного раствора, будущего утепления, гидроизоляционных и пароотводящих плёнок, финишной отделки).
Для понимания, какие стены наилучшим образом будут сохранять тепло, нужно проанализировать коэффициент теплопроводности не только материала для стен, но и строительного раствора, что видно из таблицы ниже:
| Номер п/п | Материал для стен, строительный раствор | Коэффициент теплопроводности по СНиП |
| 1. | Кирпич | 0,35 – 0,87 |
| 2. | Саманные блоки | 0,1 – 0,44 |
| 3. | Бетон | 1,51 – 1,86 |
| 4. | Пенобетон и газобетон на основе цемента | 0,11 – 0,43 |
| 5. | Пенобетон и газобетон на основе извести | 0,13 – 0,55 |
| 6. | Ячеистый бетон | 0,08 – 0,26 |
| 7. | Керамические блоки | 0,14 – 0,18 |
| 8. | Строительный раствор цементно-песчаный | 0,58 – 0,93 |
| 9. | Строительный раствор с добавлением извести | 0,47 – 0,81 |
Важно . Из приведённых в таблице данных видно, что у каждого строительного материала довольно большой разброс в показателях коэффициента теплопроводности.
Это связано с несколькими причинами:
- Плотность. Все утеплители выпускаются или укладываются (пеноизол, эковата) различной плотности. Чем ниже плотность (больше присутствует воздуха в теплоизоляционной структуре), тем ниже проводимость тепла. И, наоборот, у очень плотных утеплителей этот коэффициент выше.
- Вещество, из которого производят (основа). Например, кирпич бывает силикатным, керамическим, глиняным. От этого зависит и коэффициент теплопроводности.
- Количество пустот. Это касается кирпича (пустотелый и полнотелый) и теплоизоляции. Воздух – самый худший проводник тепла. Коэффициент его теплопроводимости – 0,026. Чем больше пустот, тем ниже этот показатель.
Строительный раствор хорошо проводит тепло, поэтому любые стены рекомендуется утеплять.
Если объяснять на пальцах
Для наглядности и понимания, что такое теплопроводность, можно сравнить кирпичную стену, толщиной 2 м 10 см с другими материалами. Таким образом, 2,1 метра кирпича, сложенного в стену на обычном цементно-песчаном растворе равны:
- стене толщиной 0,9 м из керамзитобетона;
- брусу, диаметром 0,53 м;
- стене, толщиной 0,44 м из газобетона.
Если речь заходит от таких распространённых утеплителях, как минеральная вата и пенополистирол, то потребуется всего 0,18 м первой теплоизоляции или 0,12 м второй, чтобы значения теплопроводности огромной кирпичной стены оказались равными тонюсенькому слою теплоизоляции.
Сравнительная характеристика теплопроводности утеплительных, строительных и отделочных материалов, которую можно произвести, изучив СНиПы, позволяет проанализировать и правильно составить утеплительный пирог (основание, утеплитель, финишная отделка). Чем ниже теплопроводность, тем выше цена. Ярким примером могут послужить стены дома, сложенные из керамических блоков или обычного высококачественного кирпича. Первые имеют теплопроводность всего 0,14 – 0,18 и стоят намного дороже любого, самого лучшего кирпича.
Противоположные поверхности материала имеют разные температуры. Из-за этого образуется тепловой поток, с помощью которого можно определить теплопроводность. В данной статье мы изучим конкретный строительный материал – дерево. Помогут изучить вопрос подробные таблицы, а также видеозаписи.
Чем хорошо дерево? Материал легок в обработке, с ним можно самостоятельно возвести частный дом. Один из самых очевидных плюсов дерева – это его цена. В России древесный ресурс есть в достатке.
Теплопроводность – изучаем свойство
Древесина удобна для строительства коттеджей, дач и частных домов по той причине, что её теплопроводность не меняется при широком температурном диапазоне – от -40°C до +40°С. Но есть и другие факторы, от которых зависит теплопроводность того или иного материала. К примеру, влажность – она оказывает наибольшее влияние на показатель теплопроводности.
Таблица ниже наглядно демонстрирует теплопроводность различных пород дерева:
Разобраться с таблицей довольно легко: чем ниже коэффициент проводимости, тем лучше материал. Для обозначения теплопроводности используется буква «R». Теперь стоит рассмотреть разные породы, а поможет в этом таблица.
Породы древесины для строительства
О пробковом дереве мы пока говорить не будем, так как построить из него дома будет довольно проблематично. Что касается лучшего варианта, то им является кедр. Он имеет самый низкий коэффициент – 0,095 Вт/(м*С). Коттедж или дача, построенная из кедрового дерева, получится самой теплой, если сравнивать с постройками из других древесных материалов.
Важным моментом является показатель толщины, который влияет на теплопроводность дерева. Буквой «R» определяется соотношение толщины слоя и проводимости тепла. В идеале показатель «R» должен быть 3 или 4. К примеру, чтобы получить R=3 при строительстве дома из кедра, необходимо делать толщину стен не менее 30 сантиметров.
Таблица физических свойств дерева. Они также влияют на коэффициент проводимости тепла между противоположными поверхностями материала.
Ель является не менее удачным материалом для постройки частного дома, при этом она имеет показатель 0,110 Вт/(м*С). Чтобы R был около трех, потребуются слои 33-35 см. Береза, сосна, пихта – эти породы уже идут с большим отрывом – 0,150 Вт/(м*С). Если есть желание, чтобы частный дом, коттедж или дача была построена из березы или пихты, то необходимо позаботиться о толщине стен. Чтобы добиться R=3 потребуются стены 45 см.
- Дуб – 200 Вт/(м*С);
- Клен — 190 Вт/(м*С);
- Тополь – 170 Вт/(м*С).
Разумеется, что дубовый дом смотрелся бы оригинально и роскошно, но для R=3 стена такой постройки должна быть 55-60 см. Да и найти рубанок с толщиной полметра будет проблематично.
Расположение волокон
Коэффициент теплопроводности может отличаться в зависимости от расположения волокон. В таблице можно увидеть, что напротив некоторых материалов стоит указание – вдоль волокон или поперек. Показатель теплопроводности тепла вдоль волокон обычно равен 0.4. В минусовые температуры материал будет замерзать в четыре раза сильнее вдоль волокон, чем поперек. Об этом могут сообщить промерзшие углы, которые можно наблюдать у многих деревянных построек.
Чтобы понимать разницу между деревом и другими материалами, использующимися для строительства, стоит ознакомиться с этим графиком:
Также, если напротив определенной породы указано «вдоль волокон», то стоит знать, что торцы стропил или брусьев будут быстрее промерзать при небольших морозах. Такие материалы не рассчитаны для суровых зим, так они несут холод в помещения вдоль волокон. Теперь можно вернуть к пробковому дереву, которое имеет минимальный коэффициент. Использовать его в строительстве нельзя по той причине, что пробка имеет минимальную прочность. Но зато эта порода отлично подходит для утепления.
Особенности конструкции из древесины
Для строительства дач, коттеджей, а также частных домов используется стандартный брус с толщиной 100-150 миллиметров. Брус изготавливают из хвойных пород, которые имеют оптимальное соотношение теплопроводности и стоимости. Толщина стены из хвойного дерева должна быть около 45 сантиметров для снижения проводимости, а брус имеет толщину около 15 см. В чем же дело? Сегодня в строительстве не используется только один материал, ведь это не выгодно.
Полезная таблица для тех, кто собирается возводить постройки из древесины.
Более рационально делать относительно тонкие стены с утеплением. Особенно оно требуется в холодных регионах, где температура -20°C является обычным делом. Помимо подходящего для частных домов показателя теплопроводности, древесина обладает и другими полезными свойствами, которых нет у бетона, кирпича:
- Обрабатываемость;
- Упругость;
- Износостойкость.
Теплопроводность древесины: таблицы, коэффициент, другие свойства обновлено: Февраль 4, 2016 автором: kranch0
Сегодня очень остро стоит вопрос рационального использования ТЭР. Непрерывно прорабатываются пути экономии тепла и энергии с целью обеспечения энергетической безопасности развития экономики как страны, так и каждой отдельной семьи.
Создание эффективных энергоустановок и систем теплоизоляции (оборудования, обеспечивающего наибольший теплообмен (например, паровых котлов) и, наоборот, от которого он нежелателен (плавильные печи)) невозможно без знания принципов теплопередачи.
Изменились подходы к тепловой защите зданий, возросли требования к строительным материалам. Любой дом нуждается в утеплении и системе отопления . Поэтому при теплотехническом расчёте ограждающих конструкций важен расчёт показателя теплопроводности.
Понятие теплопроводности
Теплопроводность – это такое физическое свойство материала, при которой тепловая энергия внутри тела переходит от самой горячей его части к более холодной. Значение показателя теплопроводности показывает степень потери тепла жилыми помещениями. Зависит от следующих факторов:
Количественно оценить свойство предметов пропускать тепловую энергию можно посредством коэффициента теплопроводности. Очень важно сделать грамотный выбор строительных материалов, утеплителя для достижения наибольшего сопротивления теплопередачи. Просчёты или неразумная экономия в будущем могут привести к ухудшению микроклимата в помещении, сырости в здании, мокрым стенам, душным комнатам. А главное – к большим расходам на отопление.
Для сравнения ниже представлена таблица теплопроводностей материалов и веществ.
Таблица 1
Самые высокие значения имеют металлы, низкие – теплоизоляционные предметы.
Классификация строительных материалов и их теплопроводность
Теплопроводность железобетона, кирпичной кладки, керамзитобетонных блоков, обычно используемых для возведения ограждающих конструкций, отличается самыми высокими нормативными показателями. В строительной отрасли деревянные конструкции применяются значительно реже.
В зависимости от значения показателя теплопроводности , строительные материалы делятся на классы:
- конструкционно-теплоизоляционные (от 0,210);
- теплоизоляционные (до 0,082 – А, от 0,082 до 0,116 – Б и т.д.).
Эффективность многослойных конструкций
Плотность и теплопроводность
В настоящее время нет такого строительного материала, высокая несущая способность которого сочеталась бы с низкой теплопроводностью. Строительство зданий по принципу многослойных конструкций позволяет:
Комбинация конструкционного материала и теплоизоляционного позволяет обеспечить прочность и снизить потерю тепловой энергии до оптимального уровня. Поэтому при проектировании стен при расчётах учитывается каждый слой будущей ограждающей конструкции.
Важно также учитывать плотность при строительстве дома и при его утеплении.
Плотность вещества – фактор, влияющий на его теплопроводность, способность задерживать в себе основной теплоизолятор – воздух.
Расчёт толщины стен и утеплителя
Расчёт толщины стены зависит от следующих показателей:
- плотности;
- расчётной теплопроводности;
- коэффициента сопротивления теплопередачи.
Согласно установленных норм, значение показателя сопротивления теплопередачи наружных стен должно быть не менее 3,2λ Вт/м °С.
Расчёт толщины стен из железобетона и прочих конструкционных материалов представлен в таблице 2. Такие строительные материалы отличаются высокими несущими характеристиками, они долговечны, но в качестве тепловой защиты они неэффективны и требуют нерациональной толщины стены.
Таблица 2
Конструкционно-теплоизоляционные материалы способны подвергаться достаточно высоким нагрузкам, при этом значительно повышают теплотехнические и акустические свойства зданий в стеновых ограждающих конструкциях (таблица 3.1, 3.2).
Таблица 3.1
Таблица 3.2
Значительно повысить теплозащиту зданий и сооружений позволяют теплоизоляционные строительные материалы. Данные таблицы 4 показывают, что наименьшие значения коэффициента теплопроводности имеют полимеры, минераловатные, плиты из природных органических и неорганических материалов.
Таблица 4
Значения таблиц теплопроводности строительных материалов применяются при расчётах:
Задача выбора оптимальных материалов для строительства, конечно же, подразумевает более комплексный подход. Однако даже такие простые расчёты уже на первых этапах проектирования позволяют определить наиболее подходящие материалы и их количество.
Чтобы правильно организовать утепление стен, потолка и пола помещений нужно знать определённые особенности и свойства материалов. От качественного подбора необходимых значений напрямую зависит тепловая устойчивость вашего дома, ведь ошибившись, в первоначальных расчётах вы рискуете сделать утепление здания неполноценным. В помощь вам предоставляется подробная таблица теплопроводности строительных материалов, описанная в этой статье.
Теплопроводность – это количественное свойство веществ пропускать тепло, которое определяется коэффициентом. Этот показатель равен суммарному количеству тепла, которое проходит сквозь однородный материал, имеющий единицу длины, площади и времени при одинарной разнице в температурах. Система СИ преобразует эту величину в коэффициент теплопроводности, это в буквенном обозначении выглядит так – Вт/(м*К). Тепловая энергия распространяется по материалу посредством быстро движущихся нагретых частиц, которые при столкновении с медленными и холодными частицами передают им долю тепла. Чем лучше нагретые частицы будут защищены от холодных, тем лучше будет сохраняться накопленное тепло в материале.
Подробная таблица теплопроводности строительных материалов
Главной особенностью теплоизолирующих материалов и строительных деталей является внутренняя структура и коэффициент сжатия молекулярной основы сырья, из которого состоят материалы. Значения коэффициентов теплопроводности строительными материалами таблично описаны ниже.
| Вид материала | Коэффициенты теплопроводности,
Вт/(мм*°С) |
||
| Сухие | Средние условия тепловой отдачи | Условия повышенной влажности | |
| Полистирол | 36 — 41 | 38 — 44 | 44 — 50 |
| Эструдированный полистирол | 29 | 30 | 31 |
| Войлок | 45 | ||
| Раствор цемент+песок | 580 | 760 | 930 |
| Раствор известь+песок | 470 | 700 | 810 |
| Штукатурка из гипса | 250 | ||
| Каменная вата 180 кг/м 3 | 38 | 45 | 48 |
| 140-175 кг/м 3 | 37 | 43 | 46 |
| 80-125 кг/м 3 | 36 | 42 | 45 |
| 40-60 кг/м 3 | 35 | 41 | 44 |
| 25-50 кг/м 3 | 36 | 42 | 45 |
| Стекловата 85 кг/м 3 | 44 | 46 | 50 |
| 75 кг/м 3 | 40 | 42 | 47 |
| 60 кг/м 3 | 38 | 40 | 45 |
| 45 кг/м 3 | 39 | 41 | 45 |
| 35 кг/м 3 | 39 | 41 | 46 |
| 30 кг/м 3 | 40 | 42 | 46 |
| 20 кг/м 3 | 40 | 43 | 48 |
| 17 кг/м 3 | 44 | 47 | 53 |
| 15 кг/м 3 | 46 | 49 | 55 |
| Пеноблок и газоблок на основе цемента 1000 кг/м 3 | 290 | 380 | 430 |
| 800 кг/м 3 | 210 | 330 | 370 |
| 600 кг/м 3 | 140 | 220 | 260 |
| 400 кг/м 3 | 110 | 140 | 150 |
| Пеноблок и газоблок на извести 1000 кг/м 3 | 310 | 480 | 550 |
| 800 кг/м 3 | 230 | 390 | 450 |
| 400 кг/м 3 | 130 | 220 | 280 |
| Дерево сосны и ели в распиле поперек волокон | 9 | 140 | 180 |
| Дерево сосны и ели в распиле вдоль волокон | 180 | 290 | 350 |
| Древесина дуба поперек волокон | 100 | 180 | 230 |
| Древесина дуб вдоль волокон | 230 | 350 | 410 |
| Медь | 38200 — 39000 | ||
| Алюминий | 20200 — 23600 | ||
| Латунь | 9700 — 11100 | ||
| Железо | 9200 | ||
| Олово | 6700 | ||
| Сталь | 4700 | ||
| Стекло 3 мм | 760 | ||
| Снежный слой | 100 — 150 | ||
| Вода обычная | 560 | ||
| Воздух средней температуры | 26 | ||
| Вакуум | 0 | ||
| Аргон | 17 | ||
| Ксенон | 0,57 | ||
| Арболит | 7 — 170 | ||
| Пробка | 35 | ||
| Железобетон плотность 2,5 тыс. кг/м 3 | 169 | 192 | 204 |
| Бетон на щебне с плотностью 2,4 тыс. кг/м 3 | 151 | 174 | 186 |
| Бетон на керамзите с плотностью 1,8 тыс. кг/м 3 | 660 | 800 | 920 |
| Бетон на керамзите с плотностью 1,6 тыс. кг/м 3 | 580 | 670 | 790 |
| Бетон на керамзите с плотностью 1,4 тыс. кг/м 3 | 470 | 560 | 650 |
| Бетон на керамзите с плотностью 1,2 тыс. кг/м 3 | 360 | 440 | 520 |
| Бетон на керамзите с плотностью 1 тыс. кг/м 3 | 270 | 330 | 410 |
| Бетон на керамзите с плотностью 800 кг/м 3 | 210 | 240 | 310 |
| Бетон на керамзите с плотностью 600 кг/м 3 | 160 | 200 | 260 |
| Бетон на керамзите с плотностью 500 кг/м 3 | 140 | 170 | 230 |
| Крупноформатный блок из керамики | 140 — 180 | ||
| Кирпич из керамики плотный | 560 | 700 | 810 |
| Силикатный кирпич | 700 | 760 | 870 |
| Кирпич из керамики полый 1500 кг/м³ | 470 | 580 | 640 |
| Кирпич из керамики полый 1300 кг/м³ | 410 | 520 | 580 |
| Кирпич из керамики полый 1000 кг/м³ | 350 | 470 | 520 |
| Силикат на 11 отверстий (плотность 1500 кг/м 3) | 640 | 700 | 810 |
| Силикат на 14 отверстий (плотность 1400 кг/м 3) | 520 | 640 | 760 |
| Гранитный камень | 349 | 349 | 349 |
| Мраморный камень | 2910 | 2910 | 2910 |
| Известняковый камень, 2000 кг/м 3 | 930 | 1160 | 1280 |
| Известняковый камень, 1800 кг/м 3 | 700 | 930 | 1050 |
| Известняковый камень, 1600 кг/м 3 | 580 | 730 | 810 |
| Известняковый камень, 1400 кг/м 3 | 490 | 560 | 580 |
| Тюф 2000 кг/м 3 | 760 | 930 | 1050 |
| Тюф 1800 кг/м 3 | 560 | 700 | 810 |
| Тюф 1600 кг/м 3 | 410 | 520 | 640 |
| Тюф 1400 кг/м 3 | 330 | 430 | 520 |
| Тюф 1200 кг/м 3 | 270 | 350 | 410 |
| Тюф 1000 кг/м 3 | 210 | 240 | 290 |
| Сухой песок 1600 кг/м 3 | 350 | ||
| Фанера прессованная | 120 | 150 | 180 |
| Отпрессованная доска 1000 кг/м 3 | 150 | 230 | 290 |
| Отпрессованная доска 800 кг/м 3 | 130 | 190 | 230 |
| Отпрессованная доска 600 кг/м 3 | 110 | 130 | 160 |
| Отпрессованная доска 400 кг/м 3 | 80 | 110 | 130 |
| Отпрессованная доска 200 кг/м 3 | 6 | 7 | 8 |
| Пакля | 5 | 6 | 7 |
| Гипсокартон (обшивочный), 1050 кг/м 3 | 150 | 340 | 360 |
| Гипсокартон (обшивочный), 800 кг/м 3 | 150 | 190 | 210 |
| 380 | 380 | 380 | |
| 330 | 330 | 330 | |
| Линолеум на утеплителе 1800 кг/м 3 | 350 | 350 | 350 |
| Линолеум на утеплителе 1600 кг/м 3 | 290 | 290 | 290 |
| Линолеум на утеплителе 1400 кг/м 3 | 200 | 230 | 230 |
| Вата на эко основе | 37 — 42 | ||
| Перлит пескообразный с плотностью 75 кг/м 3 | 43 — 47 | ||
| Перлит пескообразный с плотностью 100 кг/м 3 | 52 | ||
| Перлит пескообразный с плотностью 150 кг/м 3 | 52 — 58 | ||
| Перлит пескообразный с плотностью 200 кг/м 3 | 70 | ||
| Вспененное стекло плотность которого 100 — 150 кг/м 3 | 43 — 60 | ||
| Вспененное стекло плотность которого 51 — 200 кг/м 3 | 60 — 63 | ||
| Вспененное стекло плотность которого 201 — 250 кг/м 3 | 66 — 73 | ||
| Вспененное стекло плотность которого 251 — 400 кг/м 3 | 85 — 100 | ||
| Вспененное стекло в блоках плотность которого 100 — 120 кг/м 3 | 43 — 45 | ||
| Вспененное стекло плотность которого 121 — 170 кг/м 3 | 50 — 62 | ||
| Вспененное стекло плотность которого 171 — 220 кг/м 3 | 57 — 63 | ||
| Вспененное стекло плотность которого 221 — 270 кг/м 3 | 73 | ||
| Керамзитная и гравийная насыпь плотность которого 250 кг/м 3 | 99 — 100 | 110 | 120 |
| Керамзитная и гравийная насыпь плотность которого 300 кг/м 3 | 108 | 120 | 130 |
| Керамзитная и гравийная насыпь плотность которого 350 кг/м 3 | 115 — 120 | 125 | 140 |
| Керамзитная и гравийная насыпь плотность которого 400 кг/м 3 | 120 | 130 | 145 |
| Керамзитная и гравийная насыпь плотность которого 450 кг/м 3 | 130 | 140 | 155 |
| Керамзитная и гравийная насыпь плотность которого 500 кг/м 3 | 140 | 150 | 165 |
| Керамзитная и гравийная насыпь плотность которого 600 кг/м 3 | 140 | 170 | 190 |
| Керамзитная и гравийная насыпь плотность которого 800 кг/м 3 | 180 | 180 | 190 |
| Гипсовые плиты плотность которого 1350 кг/м 3 | 350 | 500 | 560 |
| Гипсовые плиты плотность которого 1100 кг/м 3 | 230 | 350 | 410 |
| Перлитовый бетон плотность которого 1200 кг/м 3 | 290 | 440 | 500 |
| МТПерлитовый бетон плотность которого 1000 кг/м 3 | 220 | 330 | 380 |
| Перлитовый бетон плотность которого 800 кг/м 3 | 160 | 270 | 330 |
| Перлитовый бетон плотность которого 600 кг/м 3 | 120 | 190 | 230 |
| Вспененный полиуретан плотность которого 80 кг/м 3 | 41 | 42 | 50 |
| Вспененный полиуретан плотность которого 60 кг/м 3 | 35 | 36 | 41 |
| Вспененный полиуретан плотность которого 40 кг/м 3 | 29 | 31 | 40 |
| Сшитый вспененный полиуретан | 31 — 38 | ||
Важно! Для достижения более эффективного утепления нужно компоновать разные материалы. Совместимость поверхностей между собой указана в инструкции от производителя.
Разъяснения показателей в таблице теплопроводности материалов и утеплителя: их классификация
В зависимости от конструктивных особенностей конструкции, которую необходимо утеплить, подбирается вид утеплителя. Так, например, если стена возведена из красного кирпича в два ряда, то для полноценной изоляции подойдёт пенопласт в 5 см толщиной.
Благодаря широкому ассортименту плотности пенопластовых листов ими можно отлично произвести тепловую изоляцию стен из ОСБ и оштукатурить сверху, что также увеличит эффективность работы утеплителя. Классификация теплоизоляции
По способу передачи тепла теплоизоляционные материалы разделяются на два вида:
- Утеплитель который поглощает любое воздействие холода, жары, химического воздействия и т.д.;
- Утеплитель, умеющий отражать все виды воздействия на него;
По значению коэффициентов теплопроводности материала, из которого изготовлен утеплитель его различают по классам:
- А класс. Такой утеплитель имеет наименьшую тепловую проводимость, максимальное значение которой 0,06 Вт (м*С);
- Б класс. Обладает средним показателем СИ параметра и достигает 0,115 Вт (м*С);
- В класс. Наделён высокой теплопроводностью и демонстрирует показатель в 0,175 Вт (м*С);
Примечание! Не все утеплители имеют стойкость к высоким температурам. Например, эковата, соломит, ДСП, ДВП и торф нуждаются в надёжной защите от внешних условий.
Основные виды коэффициентов теплопередачи материала. Таблица + примеры
Расчёт необходимого утеплителя, если это касается внешних стен дома исходит от регионального размещения здания. Чтобы объяснить наглядно как он происходит, в таблице ниже, приведённые цифры будут касаться Красноярского края.
| Вид материала | Теплопередача, Вт/(м*°С) | Толщина стен, мм | Иллюстрация |
| 3Д панели | 5500 |  |
|
| Лиственные породы деревьев с влажностью 15% | 0,15 | 1230 |  |
| Бетон на основе керамзита | 0,2 | 1630 |  |
| Пеноблок с плотностью 1 тыс. кг/м³ | 0,3 | 2450 |  |
| Хвойные породы деревьев вдоль волокон | 0,35 | 2860 |  |
| Дубовая вагонка | 0,41 | 3350 |  |
| Кирпичная стена на растворе из цемента и песка | 0,87 | 7110 |  |
| Железобетонные перекрытия | 1,7 | 13890 |  |
Каждое здание имеет разные сопротивления теплопередачи материалов. Таблица ниже, которая является выдержкой из СНиПа, ярко это демонстрирует.
Примеры утепления зданий в зависимости от теплопроводности
В современном строительстве нормой стали стены, состоящие из двух и даже трёх слоёв материала. Один слой состоит из утеплителя, который подбирается после определённых расчётов. Дополнительно необходимо выяснить, где находится точка росы.
Чтобы организовать точный расчёт необходимо комплексно использовать несколько СниПов, ГОСТов, пособий и СП:
- СНиП 23-02-2003 (СП 50.13330.2012). «Тепловая защита зданий». Редакция от 2012 года;
- СНиП 23-01-99 (СП 131.13330.2012). «Строительная климатология». Редакция от 2012 года;
- СП 23-101-2004. «Проектирование тепловой защиты зданий»;
- Пособие. Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие»;
- ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года). «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»;
Производя вычисления по этим документам, определяют тепловые особенности строительного материала, ограждающего конструкцию, сопротивление тепловой передачи и степень совпадений с нормативными документами. Параметры расчёта исходя из таблицы теплопроводности строительного материала приведены на фото ниже.
- Не ленитесь потратить время на изучение технической литературы по свойствам теплопроводности материалов. Этот шаг сведёт к минимуму финансовые и тепловые потери.
- Не игнорируйте особенности климата в вашем регионе. Информацию о ГОСТах по этому поводу можно с лёгкостью отыскать в интернете.
- Прежде, чем приступать к укладке утеплителя, убедитесь, что поверхность стены или перекрытия не имеет влаги. В противном случае через время между поверхностями образуется плесень.
- Если вы планируете монтировать невлагостойкий материал на внешней стене, позаботьтесь о тщательной обработке гидроизоляционным клеем.
- Не стоит производить внутреннее утепление поверхностей синтетическими материалами. Это негативно скажется на вашем здоровье.
Выводы
При таком разнообразии всевозможных теплоизоляций таблица теплопроводности строительных материалов как нельзя лучше поможет вам решить вопрос с выбором. Тёплого и комфортного вам жилья!
Теплопроводность — это процесс переноса энергии от теплой части материала к холодной частицами этого материала (т.е. молекулами).
Основные значения коэффициентов теплопроводности из СНиП II-3-79* (приложение 2) и из СП 50.13330.2012 СНиП 23-02-2003.
Теплопроводность некоторых (но не всех) строительных материалов может значительно меняться в зависимости от их влажности. Первое значение в таблице — это значение для сухого состояния. Второе и третье значения — это значения теплопроводности для условий эксплуатации А и Б согласно приложению С СП 50.13330.2012. Условия эксплуатации зависят от климата региона и влажности в помещении. Проще говоря А — это обычная «средняя» эксплуатация, а Б — это влажные условия.
| Материал | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°C) |
||
| В сухом состоянии | Условия А («обычные») | Условия Б («влажные») | |
| Пенополистирол (ППС) | 0,036 - 0,041 | 0,038 - 0,044 | 0,044 - 0,050 |
| Пенополистирол экструдированный (ЭППС, XPS) | 0,029 | 0,030 | 0,031 |
| Войлок шерстяной | 0,045 | ||
| Цементно-песчаный раствор (ЦПР) | 0,58 | 0,76 | 0,93 |
| Известково-песчаный раствор | 0,47 | 0,7 | 0,81 |
| Гипсовая штукатурка обычная | 0,25 | ||
| Минеральная вата каменная, 180 кг/м3 | 0,038 | 0,045 | 0,048 |
| Минеральная вата каменная, 140-175 кг/м3 | 0,037 | 0,043 | 0,046 |
| Минеральная вата каменная, 80-125 кг/м3 | 0,036 | 0,042 | 0,045 |
| Минеральная вата каменная, 40-60 кг/м3 | 0,035 | 0,041 | 0,044 |
| Минеральная вата каменная, 25-50 кг/м3 | 0,036 | 0,042 | 0,045 |
| Минеральная вата стеклянная, 85 кг/м3 | 0,044 | 0,046 | 0,05 |
| Минеральная вата стеклянная, 75 кг/м3 | 0,04 | 0,042 | 0,047 |
| Минеральная вата стеклянная, 60 кг/м3 | 0,038 | 0,04 | 0,045 |
| Минеральная вата стеклянная, 45 кг/м3 | 0,039 | 0,041 | 0,045 |
| Минеральная вата стеклянная, 35 кг/м3 | 0,039 | 0,041 | 0,046 |
| Минеральная вата стеклянная, 30 кг/м3 | 0,04 | 0,042 | 0,046 |
| Минеральная вата стеклянная, 20 кг/м3 | 0,04 | 0,043 | 0,048 |
| Минеральная вата стеклянная, 17 кг/м3 | 0,044 | 0,047 | 0,053 |
| Минеральная вата стеклянная, 15 кг/м3 | 0,046 | 0,049 | 0,055 |
| Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 1000 кг/м3 | 0,29 | 0,38 | 0,43 |
| Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 800 кг/м3 | 0,21 | 0,33 | 0,37 |
| Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 600 кг/м3 | 0,14 | 0,22 | 0,26 |
| Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 400 кг/м3 | 0,11 | 0,14 | 0,15 |
| Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 1000 кг/м3 | 0,31 | 0,48 | 0,55 |
| Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 800 кг/м3 | 0,23 | 0,39 | 0,45 |
| Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 600 кг/м3 | 0,15 | 0,28 | 0,34 |
| Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 400 кг/м3 | 0,13 | 0,22 | 0,28 |
| Сосна, ель поперек волокон | 0,09 | 0,14 | 0,18 |
| Сосна, ель вдоль волокон | 0,18 | 0,29 | 0,35 |
| Дуб поперек волокон | 0,10 | 0,18 | 0,23 |
| Дуб вдоль волокон | 0,23 | 0,35 | 0,41 |
| Медь | 382 - 390 | ||
| Алюминий | 202 - 236 | ||
| Латунь | 97 - 111 | ||
| Железо | 92 | ||
| Олово | 67 | ||
| Сталь | 47 | ||
| Стекло оконное | 0,76 | ||
| Свежий снег | 0,10 - 0,15 | ||
| Вода жидкая | 0,56 | ||
| Воздух (+27 °C, 1 атм) | 0,026 | ||
| Вакуум | 0 | ||
| Аргон | 0,0177 | ||
| Ксенон | 0,0057 | ||
| Арболит | 0,07 - 0,17 | ||
| Пробковое дерево | 0,035 | ||
| Железобетон плотностью 2500 кг/м3 | 1,69 | 1,92 | 2,04 |
| Бетон (на гравии или щебне) плотностью 2400 кг/м3 | 1,51 | 1,74 | 1,86 |
| Керамзитобетон плотностью 1800 кг/м3 | 0,66 | 0,80 | 0,92 |
| Керамзитобетон плотностью 1600 кг/м3 | 0,58 | 0,67 | 0,79 |
| Керамзитобетон плотностью 1400 кг/м3 | 0,47 | 0,56 | 0,65 |
| Керамзитобетон плотностью 1200 кг/м3 | 0,36 | 0,44 | 0,52 |
| Керамзитобетон плотностью 1000 кг/м3 | 0,27 | 0,33 | 0,41 |
| Керамзитобетон плотностью 800 кг/м3 | 0,21 | 0,24 | 0,31 |
| Керамзитобетон плотностью 600 кг/м3 | 0,16 | 0,2 | 0,26 |
| Керамзитобетон плотностью 500 кг/м3 | 0,14 | 0,17 | 0,23 |
| Крупноформатный керамический блок (тёплая керамика) | 0,14 - 0,18 | ||
| Кирпич керамический полнотелый, кладка на ЦПР | 0,56 | 0,7 | 0,81 |
| Кирпич силикатный, кладка на ЦПР | 0,70 | 0,76 | 0,87 |
| Кирпич керамический пустотелый (плотность 1400 кг/м3 с учетом пустот), кладка на ЦПР | 0,47 | 0,58 | 0,64 |
| Кирпич керамический пустотелый (плотность 1300 кг/м3 с учетом пустот), кладка на ЦПР | 0,41 | 0,52 | 0,58 |
| Кирпич керамический пустотелый (плотность 1000 кг/м3 с учетом пустот), кладка на ЦПР | 0,35 | 0,47 | 0,52 |
| Кирпич силикатный, 11 пустот (плотность 1500 кг/м3), кладка на ЦПР | 0,64 | 0,7 | 0,81 |
| Кирпич силикатный, 14 пустот (плотность 1400 кг/м3), кладка на ЦПР | 0,52 | 0,64 | 0,76 |
| Гранит | 3,49 | 3,49 | 3,49 |
| Мрамор | 2,91 | 2,91 | 2,91 |
| Известняк, 2000 кг/м3 | 0,93 | 1,16 | 1,28 |
| Известняк, 1800 кг/м3 | 0,7 | 0,93 | 1,05 |
| Известняк, 1600 кг/м3 | 0,58 | 0,73 | 0,81 |
| Известняк, 1400 кг/м3 | 0,49 | 0,56 | 0,58 |
| Туф, 2000 кг/м3 | 0,76 | 0,93 | 1,05 |
| Туф, 1800 кг/м3 | 0,56 | 0,7 | 0,81 |
| Туф, 1600 кг/м3 | 0,41 | 0,52 | 0,64 |
| Туф, 1400 кг/м3 | 0,33 | 0,43 | 0,52 |
| Туф, 1200 кг/м3 | 0,27 | 0,35 | 0,41 |
| Туф, 1000 кг/м3 | 0,21 | 0,24 | 0,29 |
| Песок сухой строительный (ГОСТ 8736-77*), 1600 кг/м3 | 0,35 | ||
| Фанера клееная | 0,12 | 0,15 | 0,18 |
| ДСП, ДВП, 1000 кг/м3 | 0,15 | 0,23 | 0,29 |
| ДСП, ДВП, 800 кг/м3 | 0,13 | 0,19 | 0,23 |
| ДСП, ДВП, 600 кг/м3 | 0,11 | 0,13 | 0,16 |
| ДСП, ДВП, 400 кг/м3 | 0,08 | 0,11 | 0,13 |
| ДСП, ДВП, 200 кг/м3 | 0,06 | 0,07 | 0,08 |
| Пакля | 0,05 | 0,06 | 0,07 |
| Гипсокартон (листы гипсовые обшивочные), 1050 кг/м3 | 0,15 | 0,34 | 0,36 |
| Гипсокартон (листы гипсовые обшивочные), 800 кг/м3 | 0,15 | 0,19 | 0,21 |
| Линолеум из ПВХ на теплоизолирующей подоснове, 1800 кг/м3 | 0,38 | 0,38 | 0,38 |
| Линолеум из ПВХ на теплоизолирующей подоснове, 1600 кг/м3 | 0,33 | 0,33 | 0,33 |
| Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1800 кг/м3 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1600 кг/м3 | 0,29 | 0,29 | 0,29 |
| Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1400 кг/м3 | 0,2 | 0,23 | 0,23 |
| Эковата | 0,037 - 0,042 | ||
| Перлит вспученный, песок, плотность 75 кг/м3 | 0,043 - 0,047 | ||
| Перлит вспученный, песок, плотность 100 кг/м3 | 0,052 | ||
| Перлит вспученный, песок, плотность 150 кг/м3 | 0,052 - 0,058 | ||
| Перлит вспученный, песок, плотность 200 кг/м3 | 0,07 | ||
| Пеностекло, насыпное, плотность 100 - 150 кг/м3 | 0,043 - 0,06 | ||
| Пеностекло, насыпное, плотность 151 - 200 кг/м3 | 0,06 - 0,063 | ||
| Пеностекло, насыпное, плотность 201 - 250 кг/м3 | 0,066 - 0,073 | ||
| Пеностекло, насыпное, плотность 251 - 400 кг/м3 | 0,085 - 0,1 | ||
| Пеностекло, блоки, плотность 100 - 120 кг/м3 | 0,043 - 0,045 | ||
| Пеностекло, блоки, плотность 121 - 170 кг/м3 | 0,05 - 0,062 | ||
| Пеностекло, блоки, плотность 171 - 220 кг/м3 | 0,057 - 0,063 | ||
| Пеностекло, блоки, плотность 221 - 270 кг/м3 | 0,073 | ||
| Керамзит, гравий, плотность 250 кг/м3 | 0,099 - 0,1 | 0,11 | 0,12 |
| Керамзит, гравий, плотность 300 кг/м3 | 0,108 | 0,12 | 0,13 |
| Керамзит, гравий, плотность 350 кг/м3 | 0,115 - 0,12 | 0,125 | 0,14 |
| Керамзит, гравий, плотность 400 кг/м3 | 0,12 | 0,13 | 0,145 |
| Керамзит, гравий, плотность 450 кг/м3 | 0,13 | 0,14 | 0,155 |
| Керамзит, гравий, плотность 500 кг/м3 | 0,14 | 0,15 | 0,165 |
| Керамзит, гравий, плотность 600 кг/м3 | 0,14 | 0,17 | 0,19 |
| Керамзит, гравий, плотность 800 кг/м3 | 0,18 | ||
| Гипсоплиты, плотность 1350 кг/м3 | 0,35 | 0,50 | 0,56 |
| Гипсоплиты, плотность 1100 кг/м3 | 0,23 | 0,35 | 0,41 |
| Перлитобетон, плотность 1200 кг/м3 | 0,29 | 0,44 | 0,5 |
| Перлитобетон, плотность 1000 кг/м3 | 0,22 | 0,33 | 0,38 |
| Перлитобетон, плотность 800 кг/м3 | 0,16 | 0,27 | 0,33 |
| Перлитобетон, плотность 600 кг/м3 | 0,12 | 0,19 | 0,23 |
| Пенополиуретан (ППУ), плотность 80 кг/м3 | 0,041 | 0,042 | 0,05 |
| Пенополиуретан (ППУ), плотность 60 кг/м3 | 0,035 | 0,036 | 0,041 |
| Пенополиуретан (ППУ), плотность 40 кг/м3 | 0,029 | 0,031 | 0,04 |
| Пенополиэтилен сшитый | 0,031 - 0,038 | ||
Если в таблице у материала нет значений для условий А и Б, значит в СП 50.13330.2012 или на сайтах производителей нет соответствующих значений либо для этого материала это не имеет смысла.
Обратите внимание на рост теплопроводности в зависимости от условий влажности.
Расчет теплопотерь дома
Дом теряет тепло через ограждающие конструкции (стены, окна, крыша, фундамент), вентиляцию и канализацию. Основные потери тепла идут через ограждающие конструкции — 60-90% от всех теплопотерь.
Расчет теплопотерь дома нужен, как минимум, чтобы правильно подобрать котёл. Также можно прикинуть, сколько денег будет уходить на отопление в планируемом доме. Также можно благодаря расчётам провести анализ финансовой эффективности утепления, т.е. понять окупятся ли затраты на монтаж утепления экономией топлива за срок службы утеплителя.
Теплопотери через ограждающие конструкции
| 1) Вычисляем сопротивление теплопередаче стены, деля толщину материала на его коэффициент теплопроводности. Например, если стена построена из тёплой керамики толщиной 0,5 м с коэффициентом теплопроводности 0,16 Вт/(м×°C), то делим 0,5 на 0,16: 0,5 м / 0,16 Вт/(м×°C) = 3,125 м2×°C/Вт |
| 2) Вычисляем общую площадь внешних стен. Приведу упрощённый пример квадратного дома: (10 м ширина × 7 м высота × 4 стороны) - (16 окон × 2,5 м2) = 280 м2 - 40 м2 = 240 м2 |
| 3) Делим единицу на сопротивление теплопередаче, тем самым получая теплопотери с одного квадратного метра стены на один градус разницы температуры. 1 / 3,125 м2×°C/Вт = 0,32 Вт / м2×°C |
| 4) Cчитаем теплопотери стен. Умножаем теплопотери с одного квадратного метра стены на площадь стен и на разницу температур внутри дома и снаружи. Например, если внутри +25°C, а снаружи -15°C, то разница 40°C. 0,32 Вт / м2×°C × 240 м2 × 40 °C = 3072 Вт Вот это число и является теплопотерей стен. Измеряется теплопотеря в ваттах, т.е. это мощность теплопотери. |
| 5) В киловатт-часах удобнее понимать смысл теплопотерь. За 1 час через наши стены при разнице температур в 40°C уходит тепловой энергии: 3072 Вт × 1 ч = 3,072 кВт×ч За 24 часа уходит энергии: 3072 Вт × 24 ч = 73,728 кВт×ч |
Понятное дело, что за время отопительного периода погода разная, т.е. разница температур всё время меняется. Поэтому, чтобы вычислить теплопотери за весь отопительный период, нужно в пункте 4 умножать на среднюю разницу температур за все дни отопительного периода.
Например, за 7 месяцев отопительного периода средняя разница температур в помещении и на улице была 28 градусов, значит теплопотери через стены за эти 7 месяцев в киловатт-часах:
0,32 Вт / м2×°C × 240 м2 × 28 °C × 7 мес × 30 дней × 24 ч = 10838016 Вт×ч = 10838 кВт×ч
Число вполне «осязаемое». Например, если бы отопление было электрическое, то можно посчитать сколько бы ушло денег на отопление, умножив полученное число на стоимость кВт×ч. Можно посчитать сколько ушло денег на отопление газом, вычислив стоимость кВт×ч энергии от газового котла. Для этого нужно знать стоимость газа, теплоту сгорания газа и КПД котла.
Кстати, в последнем вычислении вместо средней разницы температур, количества месяцев и дней (но не часов, часы оставляем), можно было использовать градусо-сутки отопительного периода — ГСОП. Можно найти уже посчитанные ГСОП для разных городов России и перемножать теплопотери с одного квадратного метра на площадь стен, на эти ГСОП и на 24 часа, получив теплопотери в кВт*ч.
Аналогично стенам нужно посчитать значения теплопотерь для окон, входной двери, крыши, фундамента. Потом всё просуммировать и получится значение теплопотерь через все ограждающие конструкции. Для окон, кстати, не нужно будет узнавать толщину и теплопроводность, обычно уже есть готовое посчитанное производителем сопротивление теплопередаче стеклопакета. Для пола (в случае плитного фундамента) разница температур не будет слишком большой, грунт под домом не такой холодный, как наружный воздух.
Теплопотери через вентиляцию
Примерный объем имеющегося воздуха в доме (объём внутренних стен и мебели не учитываю):
10 м х10 м х 7 м = 700 м3
Плотность воздуха при температуре +20°C 1,2047 кг/м3. Удельная теплоемкость воздуха 1,005 кДж/(кг×°C). Масса воздуха в доме:
700 м3 × 1,2047 кг/м3 = 843,29 кг
Допустим, весь воздух в доме меняется 5 раз в день (это примерное число). При средней разнице внутренней и наружной температур 28 °C за весь отопительный период на подогрев поступающего холодного воздуха будет в среднем в день тратится тепловой энергии:
5 × 28 °C × 843,29 кг × 1,005 кДж/(кг×°C) = 118650,903 кДж
118650,903 кДж = 32,96 кВт×ч (1 кВт×ч = 3600 кДж)
Т.е. во время отопительного периода при пятикратном замещении воздуха дом через вентиляцию будет терять в среднем в день 32,96 кВт×ч тепловой энергии. За 7 месяцев отопительного периода потери энергии будут:
7 × 30 × 32,96 кВт×ч = 6921,6 кВт×ч
Теплопотери через канализацию
Во время отопительного периода поступающая в дом вода довольно холодная, допустим, она имеет среднюю температуру +7°C. Нагрев воды требуется, когда жильцы моют посуду, принимают ванны. Также частично нагревается вода от окружающего воздуха в бачке унитаза. Всё полученное водой тепло жильцы смывают в канализацию.
Допустим, что семья в доме потребляет 15 м3 воды в месяц. Удельная теплоёмкость воды 4,183 кДж/(кг×°C). Плотность воды 1000 кг/м3. Допустим, что в среднем поступающая в дом вода нагревается до +30°C, т.е. разница температур 23°C.
Соответственно в месяц теплопотери через канализацию составят:
1000 кг/м3 × 15 м3 × 23°C × 4,183 кДж/(кг×°C) = 1443135 кДж
1443135 кДж = 400,87 кВт×ч
За 7 месяцев отопительного периода жильцы выливают в канализацию:
7 × 400,87 кВт×ч = 2806,09 кВт×ч
Заключение
В конце нужно сложить полученные числа теплопотерь через ограждающие конструкции, вентиляцию и канализацию. Получится примерное общее число теплопотерь дома.
Надо сказать, что теплопотери через вентиляцию и канализацию довольно стабильные, их трудно уменьшить. Не будете же вы реже мыться под душем или плохо вентилировать дом. Хотя частично теплопотери через вентиляцию можно снизить с помощью рекуператора.
Расчет теплопотерь дома также можно сделать с помощью СП 50.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). Там есть приложение Г «Расчет удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий», сам расчет будет значительно сложнее, там используется больше факторов и коэффициентов.
