Коэффициент теплоизоляции – Коэффициент теплопроводности. Выбираем «свою» теплоизоляцию

Расчет теплоизоляции

Прочтение этой статьи, позволит вам самостоятельно решить, какая потеря тепла грозит вашему дому. Для того, чтобы разобраться с далее приведенной информацией, следует разобраться с четырьмя основными терминами.

Прежде всего, это коэффициент теплопередачи.

Коэффициент теплопередачи это своеобразный показатель, демонстрирующий насколько хорошо составляющие объекта, такие как крыша, пол, стены способны проводить тепло. Таким образом, хуже всего тепло проводится теми поверхностями, у которых этот показатель ниже. Следовательно, чем меньше этот коэффициент, тем лучше технические свойства теплоизоляционных материалов.

Коэффициент теплопередачи определяется исходя из потери энергии поверхностью элемента на один квадратный метр при разности внешних и внутренних температур. Таким образом, коэффициент теплопередачи являет собой взаимосвязь квадратного метра, ватт и температуры, которая измеряется в Кельвинах. Если учесть то, что 0 Кельвинов, это минимально возможная температура, то при определенной разности температурных показателей, градусы по Цельсию совпадают со значениями Кельвина. Приведем пример со стеной из сплошного кирпича, никак не изолированной. В первой половине  20 века внешняя стена жилого дома, как правило, представляла собой конструкцию толщиной в 24 см, покрытую с двух сторон 1.5 сантиметровыми слоями штукатурки. Коэффициент теплопередачи подобных стен составляет около 2 W/(m2•K).

При разности температур в 1Кельвин (например 21 градус внутри помещения и 20 снаружи) потеря энергии составляет 2 Ватта за квадратный метр. Стена площадью 30 метров квадратных (12*2,5) теряет примерно 60 Ватт.При понижении внешней температуры соответственно увеличивается потеря энергии. При внешней температуре 0, разница составит 21 градус, а потеря тепла 21 Kельвин x 60 Ватт/Kельвин = 1260 Ватт или 1,26 кВатт.За 24 часа получается 24ч х 1,26 кВатт=30кВатт/ч, что соответствует расходу топлива объемом 3литра.

Следует отметить то, что коэффициент теплопередачи, на сегодняшний день, является предпочтительным способом сравнения с энергетической точки зрения каких-либо конструкций.

Каждому материалу, независимо от его происхождения, свойственна теплопроводность. Эта характеристика не зависит от плотности материалов, и в тоже время демонстрирует, насколько интенсивно эти  материалы способны проводить тепло. Теплопроводность это свойство, посредством которого можно сравнивать различные изоляционные материалы, но не архитектурные конструкции. Теплопроводность, это тепловая энергия (ток) являет собой разность температурных показателей на площади поперечного сечения умноженных на толщину данного материала. Таким образом, с увеличением толщины материала, уменьшается тепловой ток. Теплопроводность рассчитывается по следующему принципу: Ватт, делится на квадратный метр (условный показатель поперечного сечения) умножается на  метр (условная толщина материала) и делится на Кельвин.

Разделив теплопроводность на условную толщину материала, мы получим коэффициент пропуска тепла. Говоря о теплоизоляционных материалах, следует отметить то, что интенсивность их сопротивления пропуску тепла это показатель способности данного материала не пропускать тепло. Таким образом, теплоизоляция какого либо материала лучше в том случае, если выше его сопротивление пропуску тепла.

Расчет коэффициента теплопередачи

Конструкция, для которой рассчитывается коэффициент теплопередачи, состоит, как правило, из нескольких слоев с различной теплопроводностью. Наглядным методом расчета является расчет сопротивления пропуску тепла всей конструкции.

R# = d/λ

Rобщее = Rsi + R1 + R2 + … + Rse

U = 1 / Rобщаее 

R1, R2    это сопротивление пропуску тепла различных строительных слоев, Rsi und Rse сопротивление теплопередаче, которое описывает передачу тепла от воздуха стене. В большинстве случаев сопротивление теплопередаче внутри помещения составляет Rsi=0,13 m2·K/W.

Для внешней среды расчет ведется следующим образом

Rse = 0,04 m2·K/W для непосредственного перехода стена/внешний воздух

Rse = 0,08 m2·K/W для фасада

Rse = 0,0 m2·K/W при переходе в землю.

Сравним старый дом без теплоизоляции с таким же, но с изоляцией напылением ППУ.

Расчет коэффициента теплопередачи для старого дома без теплоизоляции 

Термическое сопротивление внутри		Rsi = 0,13 m2K/W
1,0 см внутренняя штукатурка:	λ = 0,87 W/mK;	R = 0,011 m2K/W
24 см полнотелый кирпич:	λ = 0,81 W/mK;	R = d/λ = 0,24 m/0,81 W/mK = 0,296 m2K/W
1,5 см внешняя штукатурка:	λ = 0,87 W/mK;	R = 0,017 m2K/W
Термическое сопротивление снаружи		Rse = 0,04 m2K/W

Rобщее = 0,13 + 0,011 + 0,296 + 0,017 + 0,04 m2K/W = 0,494 m2K/W

U = 1 / Rобщее = 2,02 W/(m2K)

Старый дом с теплоизоляцией напылением Пенополиуретана Penoglas

В этом случае с внешней стороны дом утеплен напылением Пенополиуретана толщиной 10 см, которые покрыты сверху штукатуркой 1,5 см. теплопроводность напыляемого Пенополиуретана Penoglas по данным производителя составляет λ = 0,019 W/(mK).

Пенополиуретан : R = 0,1 m / 0,019 W/(mK) = 5,263 m2K/W

внешняя штукатурка 1,5 см на деревянной плите: R = 0,017 m2K/W

Рассчитанное до этого общее сопротивление пропуску тепла Rобщее = 0,494m2K/W увеличилось на  5,280 m2K/W до

Rобщее = 5,774 m2K/W

U = 1 / Rобщее = 0,173 W/(m2K)

Потери тепла при утеплении старого дома напылением Пенополиуретана Penoglas сократились почти в 12 раз!

rooffaq.com

Коэффициент теплопроводности – Теплоизоляция

вернуться в на страницу «Коэффициент теплопроводности»

Коэффициент теплопроводности — Теплоизоляция

Согласно: СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Приложение Т (справочное). Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий.

Начало таблицы

Материал	Характеристики материалов в сухом состоянии			Расчетные характеристики материалов при условиях эксплуатации конструкций А и Б
	плот- ность ρ0, кг/м3	удельная тепло- емкость С0, кДж/ (кг·°С)	тепло- провод- ность λ0, Вт/ (м·°С)	влажность, w, %		тепло- проводность λ, Вт/(м·°С)		тепло- усвоение  s (при периоде 24 ч) , Вт/(м2·°С)		паро- прони- цаемость μ, мг/(м·ч·Па)
				А	Б	А	Б	А	Б	А, Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Теплоизоляционные материалы
1 Плиты из пенополистирола	До 10	1,34	0,049	2	10	0,052	0,059	0,23	0,28	0,05
2 То же	10-12	1,34	0,041	2	10	0,044	0,050	0,23	0,28	0,05
3 «	12-14	1,34	0,040	2	10	0,043	0,049	0,25	0,30	0,05
4 «	14-15	1,34	0,039	2	10	0,042	0,048	0,26	0,30	0,05
5 «	15-17	1,34	0,038	2	10	0,041	0,047	0,27	0,32	0,05
6 «	17-20	1,34	0,037	2	10	0,040	0,046	0,29	0,34	0,05
7 «	20-25	1,34	0,036	2	10	0,038	0,044	0,31	0,38	0,05
8 «	25-30	1,34	0,036	2	10	0,038	0,044	0,34	0,41	0,05
9 «	30-35	1,34	0,037	2	10	0,040	0,046	0,38	0,45	0,05
10 «	35-38	1,34	0,037	2	10	0,040	0,046	0,38	0,45	0,05
11 Плиты из пенополистирола с графитовыми добавками	15-20	1,34	0,033	2	10	0,035	0,040	0,27	0,32	0,05
12 То же	20-25	1,34	0,032	2	10	0,034	0,039	0,30	0,35	0,05
13 Экструдированный пенополистирол	25-33	1,34	0,029	1	2	0,030	0,031	0,30	0,31	0,005
14 То же	35-45	1,34	0,030	1	2	0,031	0,032	0,35	0,36	0,005
15 Пенополиуретан	80	1,47	0,041	2	5	0,042	0,05	0,62	0,70	0,05
16 То же	60	1,47	0,035	2	5	0,036	0,041	0,49	0,55	0,05
17 «	40	1,47	0,029	2	5	0,031	0,04	0,37	0,44	0,05

Продолжение таблицы

Материал	Характеристики материалов в сухом состоянии			Расчетные характеристики материалов при условиях эксплуатации конструкций А и Б
	плот- ность ρ0, кг/м3	удельная тепло- емкость С0, кДж/ (кг·°С)	тепло- провод- ность λ0, Вт/ (м·°С)	влажность, w, %		тепло- проводность λ, Вт/(м·°С)		тепло- усвоение  s (при периоде 24 ч) , Вт/(м2·°С)		паро- прони- цаемость μ, мг/(м·ч·Па)
				А	Б	А	Б	А	Б	А, Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
18 Плиты из резольно- фенолформальдегидного пенопласта	80	1,68	0,044	5	20	0,051	0,071	0,75	1,02	0,23
19 То же	50	1,68	0,041	5	20	0,045	0,064	0,56	0,77	0,23
20 Перлитопластбетон	200	1,05	0,041	2	3	0,052	0,06	0,93	1,01	0,008
21 То же	100	1,05	0,035	2	3	0,041	0,05	0,58	0,66	0,008
22 Перлитофосфогелевые изделия	300	1,05	0,076	3	12	0,08	0,12	1,43	2,02	0,2
23 То же	200	1,05	0,064	3	12	0,07	0,09	1,1	1,43	0,23
24 Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука	60-95	1,806	0,034	5	15	0,04	0,054	0,65	0,71	0,003
25 Плиты минераловатные из каменного волокна	180	0,84	0,038	2	5	0,045	0,048	0,74	0,81	0,3
26 То же	40-175	0,84	0,037	2	5	0,043	0,046	0,68	0,75	0,31
27 «	80-125	0,84	0,036	2	5	0,042	0,045	0,53	0,59	0,32
28 «	40-60	0,84	0,035	2	5	0,041	0,044	0,37	0,41	0,35
29 «	25-50	0,84	0,036	2	5	0,042	0,045	0,31	0,35	0,37

Продолжение таблицы

Материал	Характеристики материалов в сухом состоянии			Расчетные характеристики материалов при условиях эксплуатации конструкций А и Б
	плот- ность ρ0, кг/м3	удельная тепло- емкость С0, кДж/ (кг·°С)	тепло- провод- ность λ0, Вт/ (м·°С)	влажность, w, %		тепло- проводность λ, Вт/(м·°С)		тепло- усвоение  s (при периоде 24 ч) , Вт/(м2·°С)		паро- прони- цаемость μ, мг/(м·ч·Па)
				А	Б	А	Б	А	Б	А, Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
30 Плиты из стеклянного штапельного волокна	85	0,84	0,044	2	5	0,046	0,05	0,51	0,57	0,5
31 То же	75	0,84	0,04	2	5	0,042	0,047	0,46	0,52	0,5
32 «	60	0,84	0,038	2	5	0,04	0,045	0,4	0,45	0,51
33 «	45	0,84	0,039	2	5	0,041	0,045	0,35	0,39	0,51
34 «	35	0,84	0,039	2	5	0,041	0,046	0,31	0,35	0,52
35 «	30	0,84	0,04	2	5	0,042	0,046	0,29	0,32	0,52
36 «	20	0,84	0,04	2	5	0,043	0,048	0,24	0,27	0,53
37 «	17	0,84	0,044	2	5	0,047	0,053	0,23	0,26	0,54
38 «	15	0,84	0,046	2	5	0,049	0,055	0,22	0,25	0,55
39 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные	1000	2,3	0,15	10	12	0,23	0,29	6,75	7,7	0,12
40 То же	800	2,3	0,13	10	12	0,19	0,23	5,49	6,13	0,12
41 «	600	2,3	0,11	10	12	0,13	0,16	3,93	4,43	0,13
42 «	400	2,3	0,08	10	12	0,11	0,13	2,95	3,26	0,19
43 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные	200	2,3	0,06	10	12	0,07	0,08	1,67	1,81	0,24

Продолжение таблицы

Материал	Характеристики материалов в сухом состоянии			Расчетные характеристики материалов при условиях эксплуатации конструкций А и Б
	плот- ность ρ0, кг/м3	удельная тепло- емкость С0, кДж/ (кг·°С)	тепло- провод- ность λ0, Вт/ (м·°С)	влажность, w, %		тепло- проводность λ, Вт/(м·°С)		тепло- усвоение  s (при периоде 24 ч) , Вт/(м2·°С)		паро- прони- цаемость μ, мг/(м·ч·Па)
				А	Б	А	Б	А	Б	А, Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
44 Плиты фибролитовые и арболит на портландцементе	500	2,3	0,095	10	15	0,15	0,19	3,86	4,50	0,11
45 То же	450	2,3	0,09	10	15	0,135	0,17	3,47	4,04	0,11
46 «	400	2,3	0,08	10	15	0,13	0,16	3,21	3,70	0,26
47 Плиты камышитовые	300	2,3	0,07	10	15	0,09	0,14	2,31	2,99	0,45
48 То же	200	2,3	0,06	10	15	0,07	0,09	1,67	1,96	0,49
49 Плиты торфяные теплоизоляционные	300	2,3	0,064	15	20	0,07	0,08	2,12	2,34	0,19
50 То же	200	2,3	0,052	15	20	0,06	0,064	1,6	1,71	0,49
51 Пакля	150	2,3	0,05	7	12	0,06	0,07	1,3	1,47	0,49
52 Плиты из гипса	1350	0,84	0,35	4	6	0,50	0,56	7,04	7,76	0,098
53 То же	1100	0,84	0,23	4	6	0,35	0,41	5,32	5,99	0,11
54 Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)	1050	0,84	0,15	4	6	0,34	0,36	5,12	5,48	0,075
55 То же	800	0,84	0,15	4	6	0,19	0,21	3,34	3,66	0,075
56 Изделия из вспученного перлита на битумном связующем	300	1,68	0,087	1	2	0,09	0,099	1,84	1,95	0,04
57 То же	250	1,68	0,082	1	2	0,085	0,099	1,53	1,64	0,04
58 «	225	1,68	0,079	1	2	0,082	0,094	1,39	1,47	0,04
59 «	200	1,68	0,076	1	2	0,078	0,09	1,23	1,32	0,04

Примечания

saitinpro.ru

Теплоизоляции. Основные показатели.

Итак, строительные нормы оговаривают три основных параметра теплоизолирующих материалов, а именно: теплопроводность, плотность и жесткость.

Коэффициент Теплопроводности – λ
Параметр λ, определяет количество тепла, пропускаемого теплоизолятором за 1 час. Размер образца произвольный площадью 1м2, толщина так же равна 1 м, перепад температур на противоположных поверхностях – 1 °С. При изменении температуры окружающей среды, изменяется и величина λ. Поэтому для строительных материалов общего назначения испытания проводят при температуре 25 °С, а коэффициент обозначают λ25. Так гласит действующий ГОСТ 16381-77 “Материалы и изделия строительные теплоизоляционные”. Иногда производители указывают λ10 , а не λ25. В этом заключена некая маркетинговая уловка, поскольку показатели при этом выглядят несколько привлекательнее, нежели у остальных конкурентов. Максимально допустимая величина λ25 = 0,175 Вт/мК. Все что превышает эту величину, не попадает под определение теплоизоляционных материалов.
Существует следующая градация теплоизоляторов по параметру λ25: высокая (0,15-0,175 Вт/мК). средняя (0,06-0,15 Вт/мК) и низкая (до 0,06 Вт/мК), Чем ниже показатель λ25, тем качественнее утеплитель.

Плотность материалов – ρ
Следующий важный параметр – плотность материала ρ. Эти два параметра (плотность и теплопроводность) находятся в логарифмической зависимости (график нелинеен). При малых величинах плотности, коэффициент λ снижается почти отвесно, буквально “падает” с каждым килограммом. Так происходит до определенной величины. После достижения плотности ρ = 500 кг/м3, теплопроводность остается постоянной. Исходя из этой зависимости, ГОСТ определил предельную величину плотности в 500 кг/м3. Дальнейшее повышение этой величины ведет только к увеличению веса материала, но ни как ни влияет на его теплопроводность. Оптимальное соотношение λ и ρ лежит где-то в пределах 300-350 кг/м3. Впрочем, варианты могут сильно отличаться в зависимости от применяемой технологии изготовления, исходных компонентов или области применения материала. Так что при выборе теплоизолятора, лучше руководствоваться показателями теплопроводности. А плотность использовать как вспомогательную характеристику. По плотности материалы делятся на плотные (ПЛ – 400-500 кг/м3), средней плотности (СП – 200-350 кг/м3), низкой плотности (НП – 100-175 кг/м3) и особо низкой плотности (ОНП – 15-75 кг/м3).

Жесткость
Оптимальным выбором являются утеплители средней плотности с низкой теплопроводностью, но при этом не стоит упускать из вида и обычные физико-механические показатели: прочность на сжатие, упругость. Первый показатель – прочность на сжатие – характеризует возможностью материала сопротивляться нагрузке. Сохранение своего объема особо важный параметр, поскольку воздух является важной составной частью утеплителя, а “Смятый” теплоизолятор не в состоянии сохранять заданные теплотехнические параметры. Зато он может хорошо облегать сложные криволинейные поверхности и контуры. Поэтому для ненагруженных участков здания выбирают мягкий эластичный утеплитель. А в зонах, где на теплозащиту будут воздействовать дополнительные усилия, пригодятся жесткие и полужесткие плиты. Степень прочности на сжатие определяется в процентах к первоначальному объему. Так, мягкие материалы (М) имеют показатель от 30% и выше, полужесткие (ПЖ) – от 6 до 30%, жесткие – менее 6%. Существуют еще материалы повышенной жесткости (ПЖ) и твердые. Их степень деформации не превышает 10%. При определенной нагрузке. Для полужестких эта нагрузка составляет 40 Н/см2, а для твердых – 100 Н/см2. Упругость или эластичность так же является важной механической характеристикой. Ведь при монтаже нередко приходится сгибать плиты теплоизоляции, чтобы было удобнее помещать в направляющие. И лучше когда слегка деформированный материал, возвращает первоначальную форму. Эластичность материала выгодна еще и тем, что при низкой плотности, эластичный материал можно сжать, значительно снизив транспортные затраты или затраты складского хранения. При поступлении на стройплощадку, при удалении упаковки – материал быстро примет первоначальную форму.

www.leg-prom.ru

Расчет толщины теплоизоляции

Как правильно определить толщину слоя теплоизоляции?

Самый эффективный способ предотвратить потери тепла в доме или теплотрассе – это защитить их теплоизоляцией. Эффективное утепление зависит от многих факторов, один из которых – это правильная толщина теплоизоляции. В качестве утеплителя применяют различные материалы, теплопроводность которых отличается. С одной стороны экономия на материале выльется в необязательные дополнительные затраты на оплату коммунальных услуг или потерей тепла теплоносителем; если же заложить завышенное количество утеплителя, это необоснованно удорожит строительство. Как правильно подойти к этому вопросу? Расчет толщины теплоизоляции напрямую связан с основным свойством утеплителя – способностью задерживать распространение тепла. Индикатором этого свойства в теплотехнике служит коэффициент теплопроводности, который показывает, какое количество тепла пропускает материал через единицу площади при изменении температуры на его поверхности на один градус. Чем ниже этот показатель, чем эффективней утеплитель.

Толщина изоляции зависит от толщины и материала стен, от вида выбранного утеплителя и от климатической зоны, в которой расположено здание. Чем ниже коэффициент теплопроводности материала, тем он эффективней.

Самыми эффективными утеплителями по этому показателю являются вспененные полимеры – пенополиуретан, пенополистирол и т.п. Керамзит, который повсеместно применялся в строительстве лет 20-30 назад, и применяется до сих пор, наименее эффективный теплоизоляционный материал по теплопроводности. Какой бы материал не выбирался, важно правильно определить его толщину.

Теплоизоляционный материал	Коэффициент теплопроводности, Вт/м² С
Пенополиуретан	0,02-0,025
Пенополистирол	0,035
Минеральная вата	0,04-0,045
Керамзит	0,15

Как рассчитать теплоизоляцию?

На практике фактическая толщина теплоизоляции рассчитывается через величину сопротивления теплопередачи материала, которая определяется по формуле:

R = d/K

где, d – толщина стены, К – коэффициент теплопроводности стенового материала. Стены также имеют способность сопротивляться потере тепла, хоть и не в такой степени, как теплоизоляционные материалы, поэтому в расчетах необходимо учесть и их вклад. Коэффициент теплопроводности строительных материалов выбирается согласно СНиП 2-3-79.

Материал	Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, Вт/м°С
Газобетон	0,12
Железобетон	1,69
Полнотелый глиняный кирпич	0,56
Пустотелый глиняный кирпич	0,26
Полнотелый силикатный кирпич	0,70
Дерево	0,09

 

Как видно из таблицы оптимальными с точки зрения теплопередачи являются дома из дерева и газобетона. Значение теплопроводности строительного материала, из которого построен дом, необходимо для дальнейших расчетов. В СНиП II-3-79 приведены значения сопротивления теплопередачи жилых строений в зависимости от климатической зоны, в которой они расположены.

Населенный пункт	Сопротивление теплопередаче R, м²*°С/Вт
Краснодар	3,60
Ростов-на-Дону	4,05
Астрахань	4,05
Калининград	4,10
Волгоград	4,35
Тула	4,65
Санкт-Петербург	4,65
Москва	4,70
Петропавловск-Камчатский	5,05
Вологда	5,00
Южно-Сахалинск	5,00

 

Порядок расчета Имея все данные, можно легко сделать расчет толщины утеплителя по формуле:

d = Rт * K

где, Rт – сопротивление теплопередаче теплоизоляции, К – коэффициент теплопроводности утеплителя (приведен в таблице). Rт определяется по формуле:

Rт = R – Rст где Rст – сопротивление теплопередаче стены здания, R – сопротивление теплопередаче для конкретной климатической зоны (приведен в таблице).

Рассмотрим пример расчета теплоизоляции дома, расположенного в Московской области и сложенного из газобетонных блоков толщиной 300 мм с утеплителем из пенополиуретана.

Толщина изоляции ППУ в этом случае будет определяться следующим образом:

1) Определяем сопротивление теплопередачи стен: Rст = 0,3/0,12 = 2,5 м²*°С/Вт

2) Определяем сопротивление теплопередачи, которым должен обладать дополнительный утепляющий слой: Rт = 4,7 – 2,5 = 2,2 м²*°С/Вт

3) Определяем толщину утепляющего слоя: d = 2,2 * 0,02 = 0,044 м (44 мм) В данном случае толщина ППУ дома составит 50 мм, согласно спецификации предлагаемой нами продукции. Используя калькулятор расчета теплоизоляции, можно самостоятельно рассчитать нужную толщину теплоизоляционного слоя дома или любого другого объекта. Похожими методиками определяется толщина теплоизоляции трубопроводов.

Наша компания предлагает готовые решения по утеплению жилых домов, производственных помещений, магистральных трубопроводов, включая запорную арматуру. Скорлупа ППУ с толщиной стенки 40-60 мм предназначена для утепления трубопроводов диаметром от 32 до 1220 мм. В нашем прайсе также есть плиты и панели ППУ разных размеров и толщин, готовые фасадные термопанели с клинкерной плиткой от лучших немецких производителей, фасадная лепнина из ППУ и сотни других наименований.

tmt-ppu.ru