Каким должен быть коэффициент теплопроводности минеральной ваты
Строительство — важная отрасль, которая охватывает практически все сферы деятельности людей. На сегодняшний день очень активно развивается частное строительство. Большое внимание уделяется вопросу утепления зданий и сооружений. От этого зависит их долговечность и другие эксплуатационные характеристики. В настоящее время известно множество теплоизоляционных средств. Немаловажное значение имеет такая характеристика, как коэффициент теплопроводности минеральной ваты.
Важным свойством минваты можно считать ее устойчивость к различного рода деформациям, высокую прочность на разрыв, при механических воздействиях.
На рынке имеется широкий ассортимент теплоизоляционных материалов. Он включает в себя стекловату, минеральную вату, асбест, пенопласт, пенополиуретан и многие другие. Минеральная вата является одним из самых доступных товаров. Ее используют уже несколько десятилетий. Несмотря на бурный научно-технический прогресс, она используется и по сей день.
Она имеет свои положительные и отрицательные стороны при использовании. Рассмотрим более подробно, каково значение в строительном деле этого материала.
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.
Вернуться к оглавлению
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.
Вернуться к оглавлению
Теплопроводность материала
Известно, что любое нагретое тело способно отдавать свое тепло в окружающую среду или близко расположенным другим предметам.
При этом отдача тепла (энергии) осуществляется с определенной скоростью. Чем выше скорость отдачи тепла, тем выше теплопроводность материала.
Сравнительные характеристики разных видов минеральной ваты.
Теплопроводность представляет собой свойство какого-либо тела пропускать через себя и отдавать определенное количество тепла. Все строительные материалы имеют свою теплопроводность. Она определяет качество материала и сферу его применения. Объем отдаваемой энергии можно оценить количественно. Для этого определяется коэффициент теплопроводности.
Твердые материалы (металлы и их сплавы) не в состоянии долго удерживать тепло, поэтому металлические сооружения требуется дополнительно утеплять. Существует такое понятие, как теплоизолятор. Это материал, который имеет низкий коэффициент теплопроводности. К таким материалам относится пенопласт, кирпич, минеральная вата. Интересен тот факт, что теплопроводность может варьировать в широких пределах. Коэффициент теплопроводности зависит от структуры материала, его плотности, влажности и некоторых других свойств.
Вернуться к оглавлению
Теплопроводность минеральной ваты
Теплопроводность ваты зависит от ее состава и марки. Коэффициент теплопроводности при этом составляет от 0,038 до 0,055 Вт/м*К. Если сравнивать его с таковым у воздуха, то последний равен 0,027 Вт/м*К. Известно, что воздух хорошо удерживает тепло. У него практически самый низкий коэффициент теплопроводности. Таким образом, минеральная вата по данному критерию является очень качественным материалом.
Важно, что коэффициент теплопроводности будет ниже у тех марок, которые имеют более рыхлую структуру.
Схема производства минеральной ваты.
Наблюдается это, потому что при хаотичном расположении минеральных волокон значительно повышается воздушная емкость материала, а воздух задерживает тепловую энергию.
Например, коэффициент теплопроводности легкой ваты равен 0,045 Вт/м*, а тяжелой — 0,055 Вт/м*К. Такой же коэффициент теплопроводности имеет вата на основе хлопка. Все это отражается на ее эксплуатационных характеристиках.
Несмотря на это, существуют теплоизоляционные материалы, имеющие более низкую теплопроводность. К ним относится пенополистирол. Коэффициент теплопроводности его составляет 0,034 Вт/м*К. Но если сравнивать каменную вату и пенополистирол по другим критериям, например, по пожаробезопасности, то минеральная вата здесь впереди.
Вернуться к оглавлению
Теплопроводность и толщина материала
Нетрудно догадаться, что теплопроводность определяет объем и толщину материала для осуществления теплоизоляционных работ. Если брать во внимание стекловату, то ее коэффициент теплопроводности равен 0,044 Вт/м*К. Благодаря несложным расчетам удалось установить, что при утеплении зданий и сооружений толщина этого материала должна быть равной 189 мм. Если сравнивать данный показатель с кирпичом, у которого теплопроводность намного выше, то кирпич уступает вате по способности удерживать тепло. При этом толщина кирпичной кладки должна равняться 1460 мм.
http://ostroymaterialah.ru/youtu.be/LX2x3f0uaY8
Высокая теплопроводность характерна и для всеми любимого бетона.
Коэффициент теплопроводности для него равен 1,5 Вт/м*К. Все это свидетельствует о том, что бетонные и кирпичные конструкции нуждаются в дополнительном утеплении. Говоря о преимуществах минеральной ваты над другими материалами, нельзя не упомянуть то, что вата не дает усадки, имеет невысокую стоимость и большой срок эксплуатации. Нередко он достигает более 50 лет.
http://ostroymaterialah.ru/youtu.be/MEPsRFeV-Zc
Вернуться к оглавлению
Токсичность материала
Рассматривая особенности этого изоляционного средства, нельзя не остановиться на его экологической безопасности. Как и многие изоляционные материалы, вата подвергалась многочисленным лабораторным исследованиям. На основании их было установлено, что изделия на основе минеральной ваты не являются канцерогенами для человека, то есть они не способны вызвать раковые заболевания. Всего было выделено 4 группы веществ в зависимости от их канцерогенного влияния на организм. Первая включала вещества, опасные для человека.
Сюда входит всем известный асбест. Ко второй категории относятся потенциальные канцерогены. Вата минеральная включена в 3 категорию. Что же касается 4 группы, то в нее включены агенты, опасность которых еще до конца не изучена.
http://ostroymaterialah.ru/youtu.be/Wg7BcroIi1I
Таким образом, теплопроводность является важным критерием при выборе того или иного изоляционного материала. Рассматриваемый материал по данному показателю уступает немногим современным товарам. Коэффициент теплопроводности в большей степени зависит от химического состава и плотности изделий. Чем легче и рыхлее материал, тем хуже он пропускает воздух и тем теплее будет та или иная конструкция. Вата минеральная чаще всего выпускается в форме листов различного размера. Толщина листов подбирается в зависимости от типа конструкции. Если правильно организовать теплоизоляцию, то можно увеличить срок службы здания или сооружения, а также улучшить микроклиматические условия в помещении.
Минеральная вата Paroc (Парок) и ее теплопроводность
Материал, который применяют в строительстве в качестве теплоизоляции, имеет к себе ряд требований.
Одни из них это плотность, прочность, паропроницаемость, устойчивость к воздействию внешней среды и т.д.. Но, поскольку материал применяется для теплоизоляции, то и основным показателем будет теплопроводность.
Минеральная вата и показатель теплопроводности.
При консультациях и общении с потребителями часто возникает вопрос о теплопроводности минеральной ваты Paroc (UNS 37z, Linio 10, Linio 15). Что важного в этом показателе?
Теплопроводность – это способность материала проводить тепловую энергию через весь свой объем. В количественном выражении эта способность обозначается коэффициентом теплопроводности («лямбда»). Касательно утепления дома, это означает, что чем выше коэффициент теплопроводности, тем быстрее помещение будет терять тепло в холодное время года, и, соответственно, нагреваться в жару. Воздух обладает самым низким коэффициентом теплопроводности – порядка 0,025 Вт/(м °C). Соответственно, чем больше воздуха (воздушных карманов или ячеек) содержится в материале для теплоизоляции – тем этот материал будет эффективнее сдерживать перепад температур.
Минимальная теплопроводность минеральной ваты Paroc достигается в процессе производства, благодаря переплетению тончайших волокон и образованию большого количества воздушных микроячеек. Теплопроводность минеральной ваты Paroc , как основной показатель, который интересует потребителя, является весомым аргументом при принятии решения «купить минеральную вату Paroc» или выбрать другого производителя. Теплопроводность минваты Paroc, а точнее коэффициент, в зависимости от формы выпуска, лежит в пределах от 0,03 Вт/(м°C) – Paroc LINIO 10, до 0,037 Вт/(м°C) – Paroc LINIO 15, PAROC UNS 37 z.
Показатели теплопроводности и технические характеристики минеральной ваты Paroc.
Плиты, маты, рулоны, цилиндры – вот основные формы выпуска минеральной (базальтовой) ваты Paroc. Удобство применения и универсальность повлияли на то, что наиболее востребованным материалом является минватная плита. Ее используют как для внутреннего утепления (полы, перегородки, мансарды и крыши), так и в качестве утеплителя в фасадных системах (штукатурные и вентилируемые).
Коэффициент теплопроводности минераловатных плит Paroc зависит от плотности. Условно продукцию можно разделить на три категории.
Другие характеристики, кроме низкой теплопроводности, которые относятся к достоинствам плит из минеральной ваты Paroc:
- Паропроницаемость – конденсат выводится наружу, а не оседает внутри благодаря чему характеристики не ухудшаются со временем
- Влагостойкость – при условии длительного полного погружения, водопоглощение составляет менее 3 кг/м.кв
- Геометрическая устойчивость – плиты не меняют своих размеров и объема даже в вертикальном положении
- Длительный период эксплуатации (долговечность) – до 60 лет будет служить плита с сохранением свойств и характеристик, но только при правильном монтаже.
Теплопроводность минераловатных плит Paroc (а самые популярные это Paroc Linio 10, Paroc Linio 15, Paroc UNS 37z) составляет в среднем 0,034 Вт/(м°C), что является оптимальным показателем энергосбережения в сочетании с плотностью и прочностью.
—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
Естественная конвекция в насыпной минеральной вате
Очень долгое время я считал, что минеральная вата удерживает воздух без переноса тепла за счет конвекции, как это пишет Eurima, Европейская ассоциация производителей минеральной ваты.
Теплоизоляция из минеральной ваты предотвращает конвекцию, удерживая воздух в матрице ваты. Неподвижный воздух является хорошим изолятором. Минеральная вата также останавливает излучение и ограничивает теплопроводность тела утеплителя.
Но, изучая VIP (панели с вакуумной изоляцией), я не понял график, найденный в статье о VIP.
Действительно, четко измерено, что создание вакуума в минеральной вате (удаление воздуха) улучшает теплопроводность на 0,034 Вт/мК, в то время как теплопроводность неподвижного воздуха составляет всего 0,026 Вт/мК.
Это означает, что в минеральной вате при атмосферных условиях присутствует естественная конвекция. Действительно, на сайте PAROC мы находим следующий график с упоминанием конвекции.
Согласно графику проводимость должна составлять всего 0,008 Вт/мК, а конвекция 0,026 Вт/мК. Я предполагаю, что проводимость и конвекция изменены. Действительно, при 0,008 Вт/мК для конвекции можно понять график ВИП: 0,008 + 0,026 = 0,034 Вт/мК.
Но если естественная конвекция присутствует в нормальных условиях, мы должны подумать о методах измерения теплопроводности. В Европе мы должны жить с EN12667, Определение теплового сопротивления с помощью методов защищенной нагревательной плиты и измерителя теплового потока. Мне не разрешено давать ссылку на этот стандарт, потому что граждане должны платить за цифровые стандарты, написанные промышленностью бесплатно. Этот стандарт включает уже возможность естественной конвекции в минеральной вате:
Wenn die Möglichkeit des Beginns einer Konvektion innerhalb des Probekörpers gegeben
ist (z.
B. in Mineralwolle geringer Dichte), können die Lage des Prüfgerätes, die Dicke und die Temperaturdifferenz sowohl den Übertragungsfaktor als auch den Wärmedurchlasswiderstand beeinflussen.
Действительно, если холодная плита находится под горячей, естественной конвекции в минеральной вате нет, потому что теплый воздух не может подниматься вверх. Это относится к следующему образцу системы с ограждением нагревательной плиты:
Может я чего-то не понял, в таком случае поправьте меня. Но в другом случае в приведенной выше системе измерений исключается естественная конвекция и эта утвержденная система может давать теплопроводность на 0,008 Вт/мК ниже, чем реально на сухой идеальной кровле или примерно на 20%. В случае двухвыборочной системы ошибка может составлять порядка 0,004 или всего 10 %. Для более высоких плотностей отклонение должно быть меньше. Я слышал, что образцы минеральной ваты используются для кругового тестирования теплопроводности. Меня не удивят большие расхождения между различными системами, одобренными EN.
Кажется, что для того, чтобы получить значение изоляции на крыше (наиболее важная часть здания), которую мы хотим и которой доверяем, мы должны пойти на более высокие плотности выше 100 кг/м³ или больше. Но в этом случае пеностекло GLAPOR, непосредственно вспененное из вторичного стекла, имеет сравнимую цену с минеральной ватой высокой плотности и гарантирует отсутствие конвекции, негорючесть, несущую способность, паро- и водонепроницаемость при стабильной теплопроводности.
Нравится:
Нравится Загрузка…
Определение изоляции FOAMGLAS® для гарантированных тепловых характеристик
Теплоизоляция должна обеспечивать надежную и стабильную работу даже в сложных условиях. Однако многие типы изоляции со временем теряют свои характеристики, что влияет на эффективность и эксплуатационные расходы здания или промышленного объекта, в котором установлена изоляция.
Долгосрочные тепловые характеристики изоляции
Со временем строительные изоляционные материалы могут потерять свои тепловые характеристики.
Структура изоляционных материалов также влияет на их долговечность. Теплоэффективный газ внутри ячеек изоляции из жесткого полиизоцианурата (PIR) постепенно вытекает со временем; поэтому стабильные тепловые характеристики не могут быть гарантированы.
Любая из этих проблем влияет на надлежащее функционирование системы изоляции; наиболее распространенным является накопление влаги, приводящее к непостоянным тепловым характеристикам. Все это приводит к риску некомфортного и нездорового климата в помещении, более высокому потреблению энергии и счетам за электроэнергию. В долгосрочной перспективе возможны затраты и неудобства, связанные с ремонтом или заменой изоляции.
Тепловые характеристики изоляции в промышленности
Некоторые промышленные процессы требуют строгого контроля температуры и поэтому полагаются на надежную и стабильную теплоизоляцию.
Испытание долговечности изоляции FOAMGLAS®
Исследование, проведенное в 2017 году мюнхенским исследовательским центром Forschungsinstitut für Wärmeschutz (FIW), показало, что изоляция FOAMGLAS® сохраняет свою теплопроводность (коэффициент лямбда) после почти 50 лет установки на плоской крыше.
FOAMGLAS® предлагает лучшую изоляцию из ячеистого стекла. Наш продукт T3+ имеет теплопроводность 0,036 Вт/мК, что обычно эквивалентно характеристикам, обеспечиваемым изоляцией из минеральной ваты.
Изоляция из ячеистого стекла состоит из миллионов стеклянных ячеек. Каждая стеклянная ячейка отделена от другой, она герметична, что делает ее водонепроницаемой и паронепроницаемой изоляцией.
Существует изоляционный продукт FOAMGLAS® для всех применений вокруг всей оболочки здания, от подвала до крыш. Он предназначен для широкого спектра применений, включая школы, больницы и автомобильные парковки на крышах, а также в сложных условиях, таких как плавательные бассейны, прачечные и профессиональные кухни. Во всех приложениях тепловой КПД; и, следовательно, энергоэффективность остаются неизменными на протяжении всего срока службы здания.
Использование изоляции FOAMGLAS® для эффективных промышленных процессов
В промышленном секторе изоляция FOAMGLAS® является предпочтительным материалом для холодных и криогенных применений в нефтехимической и нефтегазовой отраслях. Долгосрочная тепловая эффективность изоляции FOAMGLAS®, в том числе в экстремальных условиях, приводит к короткому сроку окупаемости и обеспечивает эффективную работу установок за счет лучшего контроля процесса.