Утеплитель характеристики: Основные виды утеплителей для дома и дачи, места их применения

Содержание

Основные характеристики утеплителей

В данной статье рассматриваются основные характеристики утеплителей, которые наиболее часто применяются в индивидуальном строительстве. Сведения об утеплителях понадобятся для планирования любого современного строительства или капитального ремонта.

Приведенные данные о теплоизоляторах взяты из открытых источников, которые дают производители, являются ориентировочными, усредненными для каждого типа материалов. На практике можно встретить утеплители с несколько другими качествами, о чем должно быть заявлено со стороны изготовителей.

Перечень характеристик утеплителей

Коэффициент теплопроводности — , Вт/(м•К)
Основная характеристика любого утеплителя. Чем меньше это число, тем утеплитель меньше пропускает через себя энергии, лучше теплоизолирует. Тем меньше слой утеплителя понадобится. Для большинства утеплителей находится в пределах = 0,025 — 0,18 Вт/(м•К). Как видим разброс очень большой — в 10 раз. Это значит что сами по себе утеплители весьма разнообразные
Объемный вес — кг/м куб. Важный показатель при определении нагруженности конструкций. Может колебаться в очень больших приделах 20 — 300кг/м куб. К утеплителям иногда относят и пенобетоны и керамзит, с объемным весом 600 кг/м куб.
Горючесть – можно ориентироваться на описательную характеристику Класс горючести, — определяется присвоенным индексом Г1-Г4.
Водопоглощение — определяется в процентах от массы или объема сухого утеплителя. Важный показатель, так как поглощение воды существенно уменьшает теплоизоляционные свойства самого утеплителя.

Сорбционная влажность, — определяет способность впитывать влагу из воздуха. Важный показатель, определяющий насколько может измениться характеристики при увлажнении воздуха.
Пароизоляционые свойства — также важный показатель. Гидро-паро-изоляторы задерживают влагу в помещении, но, в то же время, могут изолировать помещение от источника влажности.
Звукоизоляция — чаще дается в описательном варианте, — хороший звукоизолятор или посредственный.
Экологичность — условный показатель, обычно дается описание о возможных экологических угрозах.
Долговечность , — лет. Для многих утеплителей долговечность точно не установлена, так как не вышел срок их применения.
Воздухопроницаемость, — играет роль только для ватных и насыпных утеплителей. От нее напрямую зависят конвекционные утечки тепла, при движении воздуха через утеплитель. Ватные утеплители с большой воздухопроницаемостью (плотность до 80 кг/м куб) требуют применения ветрозащитной мембраны под вентиляционным зазором.

Для описания утеплителей могут применяться и другие характеристики, в зависимости от физических особенностей самого материала. Рассмотрим подробней характеристики наиболее популярных утеплителей, а также особенности их применения.

Пенопласт

Коэффициент теплопроводности = 0,036 — 0,04 Вт/(м•К).
Плотность- 15 — 35 кг/м куб.
Водопоглощение — низкое, 1% масс.
Коэффициент паропроницаемости — 0,05 мг/(мчПа).
Предел прочности на сжатие — 0,07 — 0,23 мПа.
Сорбционная влажность — 1,0% масс.
Горючесть – с антипиреновыми добавками поддерживает горение не более 3 секунд, выделяет смертельно-опасные яды.
Звукоизоляция — посредственная.

Экологичность — под сомнением.
Долговечность — 5 — 15 лет.
Цена — низкая

Пенопласт — наиболее дешевый и популярный материал для утепления домов и квартир. Чаще всего пенопластом утепляют стены снаружи по технологии мокрый фасад. Но он может использоваться и в других самых разных местах, например, для утепления кровли. Не может находиться непосредственно в контакте с водой, так как постепенно ее впитывает и теряет свойства. Всегда предпочтительней применение более плотных версий пенопласта 25 -35 кг/м куб, как более долговечных и более устойчивых к внешним воздействиям.

Экструдированный пенополистирол

Коэффициент теплопроводности = 0,03 — 0,035 Вт/(м•К).
Плотность — 35 — 52 кг/м куб.
Водопоглощение — самое низкое, не более 0,4% объема.
Предел прочности на сжатие — 0, 15 — 0,20 и более мПа.

Сорбционная влажность — 0,1 — 0,3% масс.
Горючесть — горит только при воздействии пламени, выделяет смертельно-опасные яды.
Коэффициент паропроницаемости — 0,005 мг/(мчПа).
Звукоизоляция — средняя.
Экологичность — под сомнением, удовлетворительная.
Долговечность — 15 — 35 лет.
Цена – средняя.

Минимальные водопоглощение и паропроницаемость, дает возможность использовать материал в контакте с водой и грунтом, без изменения его свойств с течением времени. Также экструдированный пенополистирол отличается повышенной прочностью на площадное сжатие. Что позволяет использовать его непосредственно под стяжками и другими покрытиями, а более плотные версии и там, где возможен наезд автомобиля. Используется под стяжками, в системе теплый пол, для утепления фундаментов, трубопровоодов, погребов, крыш.

Напыляемый пенополиуретан

Коэффициент теплопроводности = 0,02 — 0,032 Вт/(м•К).
Плотность- 20 — 200 кг/м куб.
Водопоглощение — самое низкое, 1,0 — 2,0% объема.
Коэффициент паропроницаемости — 0,05 мг/(мчПа).
Предел прочности на сжатие — 0,15 — 1,0 мПа.
Сорбционная влажность — 0,2 — 0,5% масс.
Горючесть — с добавками горит только при воздействии пламени, выделяет смертельно-опасные яды.
Звукоизоляция — посредственная.
Экологичность — под сомнением, удовлетворительная.
Долговечность — 15 — 50 лет.
Цена – средняя.

Долговечность зависит от изоляции от ультрафиолетовых лучей (дневного света). Качества по устойчивости к воде сходные с пенополистиролом делают схожими и область применения. Но пенополиуретан также может применяться в местах с затрудненным доступом, в закрытых пространствах, для теплоизоляции конструкций сложной формы. Материал изготавливается из составляющих в месте производства работ, отлично связывается с любыми поверхностями.

Варианты с большой плотностью имеют большую механическую прочность.

Пеностекло

Коэффициент теплопроводности = 0,048 — 0,059 Вт/(м•К).
Коэффициент паропроницаемости — —— мг/(мчПа).
Плотность- 15 — 32 кг/м куб.
Предел прочности на сжатие — 0,7 — 1,3 мПа.
Сорбционная влажность — 0,2 — 0,5% масс.
Горючесть — негорючий абсолютно, не выделяет токсичных газов.
Водопоглощение — самое низкое.
Паропропускная способность — самая низкая, 0,001 — 0,006 мг/(мчПа)
Звукоизоляция — хорошая.
Экологичность – удовлетворительная, хорошая.
Долговечность – 30 лет и более.
Цена – высокая.

Самый устойчивый к любым воздействиям и долговечный материал. Первоначально разрабатывался в военных целях и для ядерной энергетики. Может заменять любой пароизоляционный утеплитель и применяться в любых условиях.

Минеральная вата

Коэффициент теплопроводности = 0,040 — 0,048 Вт/(м•К).
Плотность- 50 — 300 кг/м куб.
Сжимаемость — 20 — 50 %
Водопоглощение — высокое, абсолютное. Для мат высокой плотности -16- 20%.
Коэффициент паропроницаемости — 0,3-0,6 мг/(мчПа).
Прочность на сжатие у мат высокой плотности — 0,1 мПа и более.
Звукоизоляция — отличная.
Экологичность — под сомнением.
Долговечность — 15 — 30лет.
Цена – средняя
Воздухопроницаемость — большая при малых плотностях утеплителя (до 80 кг/м куб). Требуется защита от выноса тепла воздухом в виде мембраны.

Антипод пароизоляторов — отлично впитывает воду и пропускает пар, поэтому не допустимо применение в контакте с водой или при повышенной влажности. Основная область применения — внутреннее утепление полов на лагах выше бетонного основания. Утепление стен снаружи, по технологии «вентилируемый фасад» с обязательной полной гидроизоляцией. Утепление кровель («вентилируемая кровля») с созданием вентиляционной контробрешетки.

Внутри межкомнатных перегородок, по межэтажным перекрытиям как звукоизолятор, но только при условии, что она будет надежно герметично изолирована от жилого пространства, в которое не допускается попадание микрочастиц минеральной ваты (стекловаты).

Стекловолокно

Коэффициент теплопроводности = 0,04 — 0,1 Вт/(м•К).
Плотность- 10 — 30 кг/м куб.
Сжимаемость – до 90 %.
Водопоглощение — высокое, абсолютное.
Паропропускная способность — высокая.
Звукоизоляция — отличная.
Экологичность – не допускается применение вне герметичного объема.

Долговечность — до 30лет.
Воздухопроницаемость — большая
Цена – низкая.

Чистое стекловолокно весьма сильно сжимается, поэтому его характеристики будут зависеть от способа укладки. Требуется полная гидроизоляция, а также изоляция волокна от окружающей среды, так как из него исходит вредная микропыль.

Керамзит

Насыпная плотность — 250 — 800 кг/м куб
Коэффициент теплопроводности = 0,07 — 0,15 Вт/(м•К).
Предел прочности на сжатие — 1,0 — 5,5 мПа.
Горючесть — негорючий абсолютно, не выделяет токсичных газов.
Водопоглощение — высокое.
Коэффициент паропроницаемости — 0,3мг/(мчПа).
Звукоизоляция — хорошая.
Экологичность – отличная.
Долговечность — 30 и более.
Цена – низкая.

Чаще применяется керамзит с плотностью 350 — 600 с коэффициентом теплопроводности 0,1-0,14. Применяется для засыпки подполья, чердачного помещения, трубопроводов в коробах и т.п. слоем 30 — 40 см и для изготовления легких теплых стяжек.

Пробка листовая

Коэффициент теплопроводности =0,04 – 0,06 Вт/(м•К))
Плотность- 200 кг/м куб.
Деформационный модуль упругости 2000 – 2500 кгс/см2.
Горючесть — горючая, не выделяет токсичных газов.
Водопоглощение — высокое.
Паропропускная способность – высокая.
Звукоизоляция — хорошая.
Экологичность – удовлетворительная.
Долговечность — 30 и более.
Цена – высокая.

Пробкой можно утеплить полы, или же из листовой обработанной пробки делается напольное покрытие. Материал выдерживает огромные нагрузки на сжатие без остаточной деформации. Также можно применять в любом месте внутри здания, без контакта с водой.

Целюлозная вата

Коэффициент теплопроводности =0,035 – 0,045 Вт/(м•К).
Сжимаемость – до 90 %.
Горючесть — горючая, не выделяет токсичных газов, желательна обработка антипиренами.
Водопоглощение — высокое.
Коэффициент паропроницаемости — 0,5 мг/(мчПа).
Звукоизоляция — хорошая.
Экологичность – удовлетворительная.
Цена – низкая.

Если вата изготовлена из дерева (бумаги макулатуры) без добавления каких либо связующих, то ее еще называют эко-ватой. Обычно утепляют потолочные перекрытия или подполья слоем 15 – 20 см с предварительной полной гидроизоляцией.

Соломенные тюки

Коэффициент теплопроводности =0,05 – 0,075 Вт/(м•К).
Плотность 100 – 150 кг/м3.
Горючесть — горючая, не выделяет токсичных газов, желательна обработка антипиренами.
Водопоглощение — высокое.
Паропропускная способность – высокая.
Звукоизоляция — хорошая.
Экологичность – удовлетворительная.
Цена – низкая.

Пшеница, рожь, ячмень, овес… — из всего можно изготовить отличный утеплитель. Нужна лишь обработка против разложения и антипиренами. Слой подобного утеплителя в 30 – 40 см – классическое утепление проверенное веками… оно сделает дом очень теплым. Не допускается попадание воды. Но зато возможна штукатурка.

Теплая штукатурка, теплая краска

Коэффициент теплопроводности = 0,07 Вт/(м•К) и больше.
Экологичность – под сомнением;
Цена – средняя и высокая.

Самые различные составы на основе цемента или смол, с включением в них частиц теплоизоляторов, веществ отражающих ИК-излучение, или же образовывающие пористую теплоизолирующую поверхность.
Предназначены – для небольшого под-утепления самых разных поверхностей.
Накладываются тонким слоем – до 3 см даже с армированием слоя.
Нередко подобным составам приписывают «чудодейственные» качества, ввода в заблуждение потребителей.

Технические характеристики конкретных изделий могут отличаться от приведенных выше. Сведения для расчетов необходимо брать из Технических Условий производителя конкретного материала.

Характеристики материалов и утеплителей с течением времени могут меняться (обычно меняются), Чаще это происходит за счет изменения свойств самого вещества при испарении компонентов, изменении химических формул (распад веществ)…

Чтобы не допустить скорейшего изменения свойств теплоизоляторов под воздействием внешних факторов, материалы в конструкциях должны быть ограждены соответствующим образом.

Создается защита от прямого солнечного света, воздейстсвия пара и осадков, механических нагрузок, защищаются от грызуна…

характеристики и вопросы выбора — PirroGroup

Выбор «своей» теплоизоляции сделать достаточно просто. Нужно только знать, на что смотреть – то есть какие характеристики материала являются самыми важными.

Современный рынок теплоизоляции очень велик, так что не имеющему опыта человеку выбор материала из различных вариантов может показаться действительно трудным вопросом. Однако какие бы предложения нам ни встречались, будь то минеральная вата, изделия на основе полистирола – XPS и EPS, известные «экологичные» материалы вроде овечьей шерсти или пеньки или теплоизоляционные плиты PIR – набор ключевых характеристик будет всегда один и тот же.

Теплопроводность. Это основной показатель качества изоляции – способность материала сохранять необходимую температуру внутри теплового контура. Чем ниже, тем правильнее – в случае, например, с PIR можно утверждать, что сейчас этому утеплителю нет равных на российском рынке теплоизоляции: его коэффициент теплопроводности λ₂₅ = 0,021 Вт/м·К (речь о PIR-плитах PIRRO производства российской компании PirroGroup) –рекордный (для сравнения: соответствующая характеристика полистиролов – около 0,037 Вт/м·К, минеральной ваты – 0,039).

Долговечность. Сколько прослужит данный материал в данных условиях эксплуатации, прежде чем лишится своих теплоизоляционных свойств? Ответ включает множество подпунктов: как утеплитель выдерживает механические нагрузки, прочен ли на сжатие и изгиб? как переносит воздействие воды, высоких и низких температур? портят ли его мыши и насекомые? Если говорить о PIR панелях, характеристики позволяют этому материалу прослужить свыше 50 лет, в чем он превосходит продукты многих производителей. У традиционных утеплителей долговечность меньше, как и спектр применения: например, хрупкие волокнистые материалы не подходят для утепления эксплуатируемых кровель, а полистиролы не переносят высокие температуры и не могут использоваться в банях и саунах.

Огнестойкость. Огонь – наибольшая опасность, угрожающая зданию, поэтому все материалы для строительства должны быть максимально негорючими. Положительный пример теплоизоляции — утеплитель PIR, чьи тематические характеристики включают способность не поддерживать и не распространять горение (если убрать от плиты источник пламени, ее поверхность затухает). В отличие от некоторых традиционных материалов, под воздействием огня и крайне высоких температур панели PIR не выделяют ядовитых химических соединений.

Экологичность. Этот показатель важен не только для сторонников сохранения природы: каждый из нас нуждается в безопасном и чистом окружении. Еще раз отметим теплоизоляционные плиты PIR, чьи характеристики дают право назвать этот материал экологически чистым. Он химически стабилен: все реактивные процессы завершаются раньше, чем продукт попадает к потребителю. Производство панелей PIR не портит ни воздух, ни почву, ни воду, а отработавшая свое продукция может быть переработана. Эти полиуретаны поставляются в том числе в европейские страны и США – именно как наиболее экологичные теплоизоляционные материалы.

Безопасность для здоровья человека. Отметим, что полиизоцианурат, который является, по сути, усовершенствованной современной версией популярнейшего полимера полиуретана, не представляет никакой угрозы для здоровья человека и может использоваться даже в таких специфических помещениях, как спальни, детские и пищеблоки. Лучшее доказательство тому – что гипоаллергенный и не склонный вступать в реакции полиуретан активно применяют в производстве медицинской техники и комплектующих, при изготовлении расходников – например, катетеров и перчаток. Он также входит в состав имплантатов для применения в стоматологии, кардиохирургии, маммопластике и других отраслях практической медицины.

Такой разный PIR: что выбрать?

Решение относительно того, какой материал для утепления выбрать, принято в пользу PIR – и наступает следующий этап выбора. Не все PIR-панели одинаковы, и вот основные характеристики, на которые нужно обратить внимание при выборе PIR-плит для утепления:

1. Облицовка. Немаловажно, между слоями какого материала заключен утеплитель PIR– характеристики изделия с точки зрения пригодности для теплоизоляции тех или иных объектов зависят именно от этого.
Например, фольга – гладкая или тисненая – работает как отражатель тепла, давая бонус к термоизоляционному эффекту панелей PIR, что оптимально для бань и саун и для холодных помещений. Облицовка из стеклохолста обеспечивает высокую адгезию со штукатурными смесями и клеями – такие плиты рекомендованы для утепления фасадов. А тот же стеклохолст, но пропитанный битумом, идеально подойдет как для устройства плоских кровель с дальнейшим нанесением битумной гидроизоляции, так и для утепления цокольных частей жилых домов.

2. Толщина плит. Не имеет смысла ставить теплоизоляцию с запасом: слой должен обладать конкретной толщиной, в зависимости от специфики объекта и условий климата, а все, что сверх этого, по сути – выбрасывание денег на ветер. PIR-плиты марки PIRRO представлены в диапазоне толщин от 20 до 200 мм – это позволяет получить оптимальное соответствие теплоизоляционного слоя произведенным расчетам и, таким образом, избежать трат на лишние сантиметры утеплителя, которые по факту не будут работать. За расчетами необходимой толщины панелей PIR для оптимальной изоляции можно обратиться в компанию-производитель материала либо воспользоваться онлайн-калькуляторами.

3. Длина и ширина плиты. PIR легко раскроить на детали нужного размера даже обычным ножом, но и нетрудную работу лучше свести к минимуму, сразу подобрав материалы, наиболее удобные по габаритам. Например, для теплоизоляции плоских кровель однозначно лучше подойдут плиты большей площади, чем для утепления небольшого балкона.

Практически любые потребности домашних мастеров способны закрыть изделия на основе вспененного полиизоцианурата бренда PIRRO площадью 1200х600 мм. Профессиональным строителям следует обратить внимание и на такие стандартные варианты панелей PIR: 1200х1200, 1200х2400, 1200х3000 мм – о них могут рассказать подробнее наши специалисты.

4. Наличие либо отсутствие профилировки торцов. Можно выбрать из всего разнообразия плит PIR изделия с ровными краями или с профилированными – разновидности: «четверть» и «шип-паз». Понять, есть ли необходимость в таких деталях, легко: закладываете панели PIR в ячейки каркаса или между стропил – профилировка не нужна, если монтировать теплоизоляцию сплошным слоем – нужна.

Другие преимущества PIR-плит

Грамотно выбранный и смонтированный по всем рекомендациям производителя плитный утеплитель на основе PIR гарантированно прослужит много лет, на протяжении времени сохраняя изначальные свойства – качество теплоизоляции не снизится, утепленные помещения будут все такими же уютными, а экономия на электро- и теплоресурсах – такой же заметной, как и другие результаты.

В заключение перечислим еще ряд объективных плюсов современной теплоизоляции на основе вспененного полиизоцианурата по сравнению с традиционно применяемыми в нашей стране для утепления различных объектов материалами.

PIR-плиты – универсальный утеплитель: с их помощью можно качественно и надолго теплоизолировать любые конструктивные части самых разнообразных зданий и сооружений – от коттеджей, дач, квартир и бань до промышленных цехов и от фундамента до кровли каждого такого объекта.

PIR-панели – не только очень прочный, но и легкий материал. Ячейки вспененного полиизоцианурата образуют единый жесткий полимерный каркас, поэтому PIR-плиты PIRRO при небольшом весе обладают значительным запасом прочности, который позволяет им, например без проблем выдерживать вес людей и оборудования при монтаже и эксплуатации плоских кровель. Приведем конкретные цифры: прочность PIR на сжатие превышает 120 кПа, а на разрыв – 150, при этом плита толщиной 100 мм весит всего 3,1 кг из расчета на квадратный метр.

Малый вес таких теплоизоляционных панелей имеет значение и при их транспортировке: можно использовать грузовые автомобили меньшей грузоподъемности.

15 февраля 2018 г.

Вернуться

Свойства изоляционных материалов | Характеристики

Теплоизоляция основана на использовании веществ с очень низкой теплопроводностью и низким поверхностным коэффициентом излучения. Важно отметить, что факторы, влияющие на производительность, могут изменяться с течением времени по мере изменения возраста материала или условий окружающей среды. Ключевые свойства изоляционных материалов :

Теплопроводность. Теплопроводность, , измеряемая в Вт/мК, описывает, насколько хорошо материал проводит тепло. Обратите внимание, что Закон Фурье применим ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное). Поэтому он также определен для жидкостей и газов. Это количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадрат материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем больше способность материала сопротивляться теплопередаче и, следовательно, выше эффективность изоляции. Как правило, газы имеют низкую теплопроводность (например, воздух имеет 0,025 Вт/мК), а металлы — высокие значения (например, медь имеет 400 Вт/мК). Обычно используемые изоляторы, как правило, имеют теплопроводность от 0,019Вт/мК и 0,046 Вт/мК.
Значение R – Тепловое сопротивление. Значение R (коэффициент теплоизоляции) является мерой теплового сопротивления. Чем выше значение R, тем выше эффективность изоляции. Теплоизоляция имеет единицы [(м ² .K)/Вт] в единицах СИ или [(ft ² ·°F·ч)/БТЕ] в имперских единицах. Это тепловое сопротивление единицы площади материала. Значение R зависит от типа изоляции, ее толщины и плотности. Для определения теплопередачи необходимы площадь и разность температур. В строительной отрасли используются единицы, такие как Значение R (сопротивление) , которое выражается как толщина материала, приведенная к коэффициенту теплопроводности. В однородных условиях это отношение разности температур на изоляторе и плотности теплового потока через него: R(x) = ∆T/q. Чем выше значение R, тем больше материал препятствует передаче тепла. Как видно, сопротивление зависит от толщины изделия.
Коэффициент теплопередачи. Коэффициент теплопередачи описывает, насколько хорошо материал проводит тепло. Тепловое пропускание является обратным значением R (т. е. 1/R), и чем ниже значение U, тем лучше изоляция. Значение U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона.
Излучательная способность поверхности. Как было сказано, теплообмен через любую из этих изоляционных систем может включать несколько режимов: теплопроводность через твердые материалы, теплопроводность или конвекция по воздуху в пустотах и обмен излучением между поверхностями твердой матрицы. Поэтому коэффициент излучения материала также играет очень важную роль. коэффициент излучения, ε , поверхности материала представляет собой его эффективность в испускании энергии в виде теплового излучения и варьируется от 0,0 до 1,0. Излучательная способность — это просто коэффициент, на который мы умножаем теплопередачу черного тела, чтобы считать, что черное тело является идеальным случаем. Поверхность черного тела излучает тепловое излучение со скоростью примерно 448 Вт на квадратный метр при комнатной температуре (25 ° C, 298,15 K). Реальные объекты с коэффициентом излучения менее 1,0 (например, алюминиевая фольга) излучают излучение с соответственно более низкой мощностью (например, 448 x 0,07 = 31,4 Вт/м 9 ).0018 2 ).
Огнестойкость . Теплоизоляционные материалы должны иметь класс огнестойкости, и эта классификация важна, поскольку она может повлиять на применение изоляционных материалов. Обычно за классификацией огнестойкости следует ограничение времени в минутах 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 или 360, которое показывает время, в течение которого критерии эффективности выполняются во время стандартного испытания на огнестойкость.

Изоляционные материалы

Как было написано, теплоизоляция основана на использовании веществ с очень низкой теплопроводностью . Эти материалы известны как изоляционные материалы . Распространенными изоляционными материалами являются шерсть, стекловолокно, минеральная вата, полистирол, полиуретан, гусиное перо и т. д. Поэтому эти материалы очень плохо проводят тепло и являются хорошими теплоизоляторами.

Следует добавить, что теплоизоляция в первую очередь основана на очень низкой теплопроводности газов. Газы обладают плохой теплопроводностью по сравнению с жидкостями и твердыми телами и, таким образом, являются хорошим изоляционным материалом, если их можно уловить (например, в пенообразная структура ). Воздух и другие газы обычно являются хорошими изоляторами. Но главное преимущество в отсутствии конвекции . Таким образом, многие изоляционные материалы (например, полистирол) функционируют просто за счет наличия большого количества заполненных газом карманов, которые предотвращают крупномасштабную конвекцию . Во всех типах теплоизоляции удаление воздуха из пустот еще больше снижает общую теплопроводность изолятора.

Чередование газового кармана и твердого материала вызывает передачу тепла через много интерфейсов, вызывает быстрое снижение коэффициента теплопередачи.

Следует отметить, что потери тепла от более горячих объектов происходят по трем механизмам (по отдельности или в комбинации):

Теплопроводность
Тепловая конвекция
Тепловое излучение ^{9 ^{9 ^{9 не обсуждали тепловое излучение как способ потери тепла . Радиационный теплообмен опосредуется электромагнитным излучением , и, следовательно, не требует никакой среды для передачи тепла. Передача энергии излучением происходит быстрее всего (со скоростью света) и не испытывает затухания в вакууме. Любой материал с температурой выше абсолютного нуля выделяет около лучистой энергии . Большая часть энергии этого типа находится в инфракрасной области электромагнитного спектра, хотя некоторая ее часть находится в видимой области. Материалы с низкой излучательной способностью (высокой отражательной способностью) следует использовать для уменьшения этого типа теплопередачи. Отражающая изоляция обычно состоит из многослойных параллельных фольг с высокой отражательной способностью, расположенных на расстоянии друг от друга, чтобы отражать тепловое излучение к их источнику. Коэффициент излучения, ε , поверхности материала представляет собой его эффективность в излучении энергии в виде теплового излучения и варьируется от 0,0 до 1,0. Как правило, полированные металлы имеют очень низкий коэффициент излучения и поэтому широко используются для отражения лучистой энергии к ее источнику, как в случае одеял первой помощи .
Критическая толщина изоляции
В плоской стене область, перпендикулярная направлению теплового потока, добавление дополнительной изоляции к стене всегда снижает теплопередачу. толще изоляция , ниже коэффициент теплопередачи , и это потому, что внешняя поверхность всегда имеет одинаковую площадь .
Но в цилиндрических и сферических координатах добавление изоляции также увеличивает внешнюю поверхность , что снижает сопротивление конвекции на внешней поверхности. Более того, в некоторых случаях уменьшение сопротивления конвекции из-за увеличения площади поверхности может оказаться более важным, чем увеличение сопротивления проводимости из-за более толстой изоляции. В результате общее сопротивление может уменьшиться, что приведет к увеличению теплового потока.
Толщина , до которой тепловой поток увеличивается и после которой тепловой поток уменьшается, называется критической толщиной . В случае цилиндров и сфер он называется критическим радиусом . Критический радиус изоляции может быть получен в зависимости от теплопроводности изоляции k и коэффициента теплопередачи внешней конвекции h.
См. также: Критический радиус изоляции
Пример – теплопотери через стену
Основным источником теплопотерь из дома являются стены. Рассчитайте скорость теплового потока через стену 3 м х 10 м на площади (А = 30 м ² ). Стена имеет толщину 15 см (L ₁ ) и выполнена из кирпича с теплопроводностью k ₁ = 1,0 Вт/м.К (плохой теплоизолятор). Предположим, что температура внутри и снаружи помещения составляет 22°С и -8°С, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах равны h ₁ = 10 Вт/м ² К и ч ₂ = 30 Вт/м ² К соответственно. Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят от внешних и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).
Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту неизолированную стену.
Теперь предположим теплоизоляцию на внешней стороне этой стены. Использовать утеплитель из пенополистирола толщиной 10 см (L ₂ ) с теплопроводностью k ₂ = 0,03 Вт/м·К и рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту композитную стену.
Решение:
Как уже было сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию теплопроводности и конвекции. Часто бывает удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор с этими композитными системами. U-фактор определяется выражением, аналогичным Закон охлаждения Ньютона :
Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.
голая стена
Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и пренебрегая излучением, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:
Общий коэффициент теплопередачи Тогда 0004 равно:
U = 1 / (1/10 + 0,15/1 + 1/30) = 3,53 Вт/м ² К
Тогда тепловой поток можно рассчитать просто как:
q = 3,53 [ Вт/м ² К] x 30 [К] = 105,9 Вт/м ²
Суммарные потери тепла через эту стену составят:
q _потери = q . A = 105,9 [Вт/м ² ] x 30 [м ² ] = 3177 Вт
композитная стена с теплоизоляцией
Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую композитную стену, контактное тепловое сопротивление отсутствует , и пренебрегая излучением, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:
Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:
U = 1 / (1/10 + 0,15/1 + 0,1/0,03 + 1/30) = 0,276 Вт/м ² К
Тепловой поток можно рассчитать следующим образом:
q = 0,276 [Вт/м ² К] x 30 [К] = 8,28 Вт/м ²
Суммарный потери тепла через эту стену составят:
q _потери = q . А = 8,28 [Вт/м ² ] x 30 [м ² ] = 248 Вт
Как видно, добавление теплоизолятора приводит к значительному снижению тепловых потерь. Необходимо добавить, что добавление очередного слоя теплоизолятора не дает столь высокой экономии. Это лучше видно из метода термического сопротивления, который можно использовать для расчета теплопередачи через композитных стен . Скорость устойчивого теплообмена между двумя поверхностями равна разности температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.

Ссылки:
Теплопередача:
Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
Тепло- и массообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
Министерство энергетики США, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 из 3. Май 2016 г.
Ядерная и реакторная физика:
Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
WM Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
Гласстоун, Сезонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-й выпуск, 1994, ISBN: 978-0412985317
WSC Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP Sciences, 2008. ISBN: 9.78-2759800414.
Advanced Reactor Physics:
К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статистику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.
See above:
Heat Losses
Characteristics of a Good Insulation Material
Skip to content Previous Next
Characteristics of a Good Insulation Material
megaturk2022-08-03T13:22:11+03:00
Изоляция Изделия хорошо известны своей функцией снижения тепла, поддержанием идеальной температуры и энергосбережением. Однако, как распознать хорошую изоляцию ? Каковы характеристики хорошего изоляционного материала ?
В сегодняшней статье мы приглашаем вас открыть для себя важность выбора надлежащей изоляции для вашего дома.
Важность теплоизоляции вашего дома Изоляция стен
Вы задаетесь вопросом, следует ли вам изолировать ваше здание или нет? Давайте посмотрим на преимущества ниже, прежде чем принять окончательное решение.
Экономия на счетах за электроэнергию Прежде всего, инвестиции в изоляционные работы — это отличный способ сэкономить энергию на счетах за отопление.
Живите с комфортом круглый год Во-вторых, изолируя помещения, вы можете наслаждаться приятной атмосферой в любое время года. Фактически, хороший теплоизоляционный материал поможет сохранить тепло зимой и ограничить проникновение тепла летом.
Минеральная вата
Защита от влаги и плесени В-третьих, качественный утеплитель позволит защитить дом от сырости. Действительно, влажность может привести к плесени. Что опасно не только для здоровья человека, но и неудобно для конструкции зданий.
Акустический атрибут Затем, усиливая изоляцию, мы можем ограничить шум снаружи и наверху.
Воздействие на окружающую среду и окружающую среду Наконец, дом с хорошей теплоизоляцией может ограничить потребление энергии и сократить выбросы CO2. Таким образом, вы можете внести свой вклад в борьбу с изменением климата.
Характеристики хорошего теплоизоляционного материала Теплоизоляция
Как объяснялось выше, изоляция домов имеет важное значение. Тем не менее, при выборе хорошего теплоизоляционного материала необходимо учитывать некоторые характеристики, а именно:
Более высокое тепловое сопротивление (R) Прежде всего, хороший изоляционный продукт можно узнать благодаря его тепловому сопротивлению (R) . Чем выше это значение, тем лучше теплоизоляция. Это полностью зависит от толщины (e) и теплопроводности (λ) изоляции.
Другими словами, формула выглядит следующим образом: R = e/λ.
Таким образом, критерии термостойкости являются доказательством того, что эффективный изоляционный материал не ограничивается сохранением тепла внутри дома.
Нижняя теплопроводность (λ) Затем коэффициент теплопроводности (λ) определяет проводящий характер изоляции (т. е. легкость, с которой передается тепло). Чем ниже это значение, тем выше будет изолирующая способность изоляционного материала.
Изоляция перегородки
Толщина изоляционного материала (e) Точно так же толщина (e) изоляции также играет важную роль в характеристиках изоляции. На самом деле, более толстая изоляция обеспечивает лучшую теплоизоляцию.
Плотность изоляции Точно так же плотность изоляции является важным фактором для задержки проникновения тепла летом.
No related posts.}}}