Теплопроводность утеплителей сравнение: Таблица сравнения утеплителей для дома по теплопроводности

Сравнительный обзор характеристик популярных утеплителей

При создании теплоизоляционного слоя порой возникает вопрос выбора — какому же материалу отдать предпочтение. Для облегчения данной задачи ниже будет дано подробное сравнение утеплителей по основным характеристикам. На основе этих данных будет легче сделать единственно верный выбор.

Содержание

• 1 Какие утеплители будем сравнивать
• 2 Анализируем ключевые показатели
  • 2.1 Главная характеристика — теплопроводность
  • 2.2 Плотность (от неё зависит вес)
  • 2.3 Влагостойкость и стойкость к естественным раздражителям
  • 2.4 Горючесть
  • 2.5 Сравниваем экологичность
• 3 Заключительные выводы эксперта

Какие утеплители будем сравнивать

Сегодня используется более сотни различных материалов для создания защиты от холода. Однако далеко не все из них можно порекомендовать (например, стекловату из-за её вредности и горючести). Поэтому далее рассмотрим лишь наиболее приемлемые варианты, а именно:

• Пеноплекс. Самый дорогой из утеплителей.
• Пенопласт. Его собрат, который наоборот — самый дешевый (почти бесплатный).
• Каменную (или базальтовую) минеральную вату. Не путайте со стекловатой.
• Керамзит. Насыпной материал, который применяется исключительно для пола и потолка.

Анализируем ключевые показатели

Далее будет представлен сравнительный обзор по важнейшим характеристикам, которые напрямую влияют на эффективность утепления.

Главная характеристика — теплопроводность

Под этим понятием подразумевается способность материала пропускать через себя тепло. Чем меньше данный показатель, тем эффективнее утеплитель и тем меньший его слой требуется для организации надежной защиты от холода. Рассмотрим описываемые нами модели в порядке возрастания коэффициента теплопроводности:

• Пеноплекс: 0,039 Вт/м*с (это средний показатель, он может меняться в зависимости от конкретной марки).
• Базальтовая вата: 0,04 — 0,05 Вт/м*с.

Совет: показатель теплопроводности можно посмотреть на упаковке. У разных производителей данный коэффициент может розниться в связи с особенностями технологии производства.

• Пенопласт: 0,055- 0,065 Вт/м*с.
• Керамзит: 0,07-0,1 Вт/м*с.

Можно заметить, что пеноплекс эффективнее того же керамзита почти втрое. Это значит, что его слой может быть меньше в 3 раза с такими же показателями.

Плотность (от неё зависит вес)

В данном аспекте за явным преимуществом лидирует пенопласт. Он имеет невероятно маленькую плотность, поэтому его панели очень легкие. С ним может работать даже ребенок. Немного тяжелее пеноплекс (это связано с технологией его производства, в результате которой он приобретает свои прочностные характеристики).

Минеральная вата гораздо тяжелее. В зависимости от конкретной марки, вес рулона может достигать 30-35 кг, что может создать значительные трудности при монтаже. Самым тяжелым в своем классе является керамзит. Именно поэтому его используют исключительно для пола.

Влагостойкость и стойкость к естественным раздражителям

Пеноплекс, пенопласт и керамзит абсолютно устойчивы к повышенной влажности. Поэтому их свободно можно использовать для прокладки в ванных комнатах и туалетах. Этого нельзя сказать про минеральную вату. Некоторые производители по неизвестным причинам приписывают ей повышенную влагостойкость, но на самом деле это не так. При таких условиях она начинает резко терять свои теплоизоляционные свойства, так как хорошо впитывает влагу.

Горючесть

Единственным негорючим материалом, из рассматриваемых нами, является керамзит. Он изготавливается на основе глиняных гранул, которые выдерживают огромные температуры. Именно поэтому его часто используют в сфере промышленности, где высоки риски возгорания.

По непонятным причинам некоторые производители базальтовой ваты и пеноплекса заводят в заблуждение своих клиентов, говоря о высокой огнестойкости. На самом деле они оба относятся к классу Г4 горючести. Худшим вариантом в данном аспекте является пенопласт. Он не только отлично горит, но и выделяет чудовищно вредные вещества.

Сравниваем экологичность

Явным аутсайдером в данном компоненте выглядит пенопласт. При относительно высокой температуре (в летние дни, или зимой при включенном отоплении) он выделяет едкие пары. На большинство людей они практически не оказывают влияния, но для аллергиков это может стать проблемой. В случае пожара, выделение этих веществ будет просто губительным.

Второе место с конца можно отдать пеноплексу. При нормальных условиях он, конечно же, не выделяет ничего вредного. Однако при горении в воздух будет попадать немало едких веществ. Остальные рассматриваемые теплоизоляционные материалы обладают абсолютной экологической безопасностью.

Заключительные выводы эксперта

На основе проанализированной выше информации, можно обозначить несколько ключевых выводов:

1. Если есть необходимость в экономии средств, то лучшим вариантом выглядит пенопласт. Нет смысла приобретать дорогие материалы, создавая из них тонкий слой. Если тщательно соблюсти технологию монтажа (не допуская щелей, заделывая стыки герметиком), то из пенопласта можно создать весьма эффективный теплоизоляционный слой.
2. При отсутствии проблем с деньгами, идеальный вариант — пеноплекс. Он лучший по многим характеристикам, при этом очень легко монтируется.
3. Для зданий с высокой степенью опасности возгорания (например, при наличии дровяной печки) лучше всего использовать керамзит. Только он абсолютно устойчив к прямому воздействию огня.
4. В помещениях с повышенной влажностью следует использовать пенопласт или его более дорого «собрата», так как они лучшие в данном компоненте.
5. Своего рода «золотой серединой» в отношении цены и качества является базальтовая вата. Однако помните о её недостатках (они представлены выше).

Теплопроводность утеплителей таблица — сравнение утеплителей по теплопроводности

Мы живем далеко не в самой жаркой стране на Земле, а значит, свои жилища вынуждены обогревать, по крайней мере, большую часть года. Этим и объясняется такой высокий спрос на разные утеплители.

Из всех материалов, использующихся для утепления жилых и прочих объектов, особо популярными являются сейчас пенополиуретан, пенополистирол и минеральная вата. Поговорим о двух последних из них.

Минеральная вата

Минеральной ватой называется материал, основой которого является базальтовое волокно.

Применяться минеральная вата может не везде, так как имеет нижний температурный предел. К примеру, этот утеплитель не может быть использован в холодильной камере.

Под воздействием низких температур минеральная вата становится хрупкой и деформируется, что недопустимо для утеплителя. Здесь, как показывает сравнение утеплителей по теплопроводности, преимущество на стороне пенополистирола, у которого нет нижнего температурного предела.

Что касается верхней температурной границы, тут все зависит от механических нагрузок во время воздействия высокой температуры и длительности этого воздействия. Если вам интересна теплопроводность утеплителей, таблица, которая есть на нашем сайте, поможет в получении информации об этом. В частности там приведен коэффициент теплопроводности минеральной ваты.

Минеральная вата пропускает пар и влагу. Это заметно снижает ее теплоизолирующие свойства. Также скопление влаги способствует развитию плесени и грибка, в утеплителе начинают селиться грызуны, заводятся гнилостные бактерии и пр.

Еще утеплитель из минеральной ваты гигроскопичен, из-за чего необходимо возводить вентилируемые стены и кровлю. Это в ряде случаев приводит к большому расходу денежных средств.

Утеплитель из минеральной ваты тяжелее своего аналога из пенополистирола в 1,5-3 раза. Отсюда более высокая стоимость его транспортировки. Также минус в том, что такой утеплитель может быть использован лишь тогда, когда фундамент сооружения, которое утепляется с его помощью, достаточно прочен. Разумеется, труднее производить погрузочно-разгрузочные и строительно-монтажные работы с использованием утеплителя большой массы.

Пенополистирол

По сравнению с вышеописанным утеплителем, утеплитель из пенополистирола имеет лучшие характеристики. Теплоизоляционные свойства этого материала высоки, в результате чего, применение его становится экономически выгодным.

Утеплитель из пенополистирола помимо хороших теплоизоляционных свойств, хорошо поглощает шум, противостоит бактериям и грибкам. Также этот материал устойчив к воздействию растворов спиртов, кислот и щелочей. Коэффициент теплопроводности пенополистирола и прочие его характеристики можно узнать, изучив «теплопроводность утеплителей таблица» на нашем ресурсе.

Одно из главных достоинств пенополистирола заключается в его способности выдерживать достаточно большую механическую нагрузку при минимальном значении плотности.

Нужно выделить преимущество пенополистирола перед минеральной ватой. Так как он имеет небольшую среднюю плотность, то не изменяет практически нагрузку на фундамент и несущие конструкции.

Сравнение утеплителей по теплопроводности показывает, что в зависимости от плотности коэффициент теплопроводности минеральной ваты – 0,048-0,07; коэффициент теплопроводности пенополистирола – 0,038-0,05.

Другие свойства описываемых утеплителей

Утеплители из минеральной ваты не могут воспламеняться. Огнестойкость этих материалов определяется не только тем, каковы свойства материала, но и тем, в каких условиях они используются.

На степень огнестойкости большое влияние оказывает то, с какими материалами комбинируются утеплители. Также играет роль способ расположения защитных и покровных слоев.

Что касается пенополистирола, он относится к самозатухающим материалам. Поэтому стены, отделанные им, воспламеняются не так быстро. А если это все-таки происходит, пламя по их поверхности распространяется также медленнее, чем в случае с другими утеплителями.

Когда горит утеплитель из пенополистирола, тепла выделяется примерно 1000 МДж/м3, что в 7-8 раз меньше, чем при горении сухого дерева. Время самостоятельного горения пенополистирола – не больше секунды.

Минеральная вата относится к негорючим веществам. Поэтому воспламеняемость поверхностей, облицованных ей, равно как и распространяемость пламени по ним, минимальна. Так как основа этого утеплителя – базальт – является натуральным камнем, минеральная вата способна выдерживать температуру – до 1000 °C, а распространению огня способна противостоять – до трех часов.

Теплопроводность — Wattco

Теплопроводность относится к основному свойству любого и всех типов материалов, которое относится к их способности проводить тепло. Это означает, что передача тепла в этом случае происходит, когда материалы, которые не находятся в какой-либо форме движения, соединяются вместе. Эта передача тепла или энергии происходит из-за разных температур, которые имеют два тела, расположенные рядом друг с другом. Энергия всегда течет от более высоких температур к более низким в соответствии со вторым законом термодинамики, означающим, что материал с более высокой температурой с большей вероятностью передаст свою энергию соседнему материалу с более низкой температурой (Тритт, 2006, стр. 6).
 

Стандартной единицей измерения теплопроводности (СИ) является ватт на метр-кельвин (Вт/м·К). Она измеряется с учетом таких переменных, как масса, длина, время и температура, для определения теплопроводности материала (Tritt, 2006, стр.5). С другой стороны, конвекция делает такие материалы, как воздух и другие газы, плохими проводниками тепла, поэтому ее необходимо поддерживать, чтобы предотвратить ненужные изменения. Кроме того, теплопроводность была зарегистрирована для отслеживания электропроводности, поскольку тепловая энергия также передается при передаче электрического тока через материалы. Термическая анизотропия влияет на теплопроводность в том смысле, что направление температурного градиента может совпадать с направлением теплового потока при наличии анизотропии из-за различий в ориентации и температуре рассматриваемых материалов. Наконец, химическая фаза  может влиять на теплопроводность материала в том смысле, что переход из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газообразное может изменить теплопроводность материала.
 

Материал с более высокой теплопроводностью называется хорошим проводником тепла, а материал с более низкой теплопроводностью — плохим проводником тепла. Например, медь является хорошим проводником тепла благодаря своим физическим свойствам, а дерево — плохим проводником тепла. Факторы, которые могут влиять на теплопроводность материала, включают температуру, химические фазы, тепловую анизотропию, электрическую проводимость, магнитные поля и конвекцию. Температура по-разному влияет на теплопроводность, особенно у металлов и неметаллов. В металлах бродят свободные электроны, а это означает, что их проводимость выше, чем у неметаллов, которые полагаются на колебания решетки (Tritt, 2006, стр. 13).
 

Многие процессы основаны на знании теплопроводности, особенно в производственной и обрабатывающей промышленности. Это делается для того, чтобы при изготовлении продуктов, используемых людьми, использовались правильные материалы. Например, материалы с высокой теплопроводностью в основном используются для радиаторов, таких как нагреватели, в то время как материалы с плохой теплопроводностью обычно используются в качестве теплоизоляторов для предотвращения потерь тепла. Кроме того, процессы, которые выделяют много тепла, могут потребовать использования материалов с высокой теплопроводностью, чтобы обеспечить отвод тепла для предотвращения перегрева в машинах, в то время как материалы с низкой теплопроводностью могут использоваться во время строительства или в небольших печах для медленное рассеивание тепла, чтобы увеличить скорость изоляции.

Ссылки

Тритт, Т. М. (2006). Теплопроводность: теория, свойства и приложения. Нью-Йорк: Springer Science and Business Media.

Теплообменники: медь или нержавеющая сталь

Многие приборы HVAC имеют компонент, известный как «теплообменник». Они бывают разных форм, но именно металл, из которого изготовлен ваш теплообменник, часто оказывает наибольшее влияние.

Этот кусок металла передает тепло от одной жидкости (например, горячей воды в водонагревателе) к другой (например, бытовой воде, подаваемой в ваш кран). Существует большой выбор металла, который вы можете использовать для этого теплообменника, от бронзы и титана до латуни и углеродистой стали.

Однако чаще всего используются теплообменники из меди и нержавеющей стали, поскольку они дешевле и при этом очень эффективны. Один из наиболее частых вопросов, которые нам задают наши клиенты, — это несколько вариантов: что лучше: водонагреватель из меди или нержавеющей стали, водонагреватель, бойлер или другой прибор HVAC?

При выборе между медью и нержавеющей сталью домовладельца прежде всего волнует теплопроводность, долговечность и цена.

В этом руководстве мы рассмотрим плюсы и минусы теплообменников из меди и нержавеющей стали.

Что лучше: теплообменники из меди или из нержавеющей стали?

Теплопроводность

Теплопроводность теплообменника определяет, насколько быстро он передает тепло от источника нагрева к распределительной жидкости. В связи с этим теплообменник с медью намного быстрее передает тепло, чем из нержавеющей стали.

Вот основные уровни теплопроводности, измеренные в ваттах на метр до Кельвина, двух разных металлов[1]:

• Медь: до 401
• Нержавеющая сталь: ниже 20

В среднем теплопроводность меди в 20 раз выше, чем у нержавеющей стали. На практике это означает, что медь может передавать тепло в 20 раз быстрее. Так что, если вам нужен быстрый нагрев, медь пойдет вам на пользу.

Зачем нужно что-то быстро нагревать? Это важный вопрос, который следует задать, если вы выбираете между, скажем, безрезервуарным водонагревателем из меди и нержавеющей стали.

Например, если у вас есть бассейн и вы планируете плавать в осенний день, водонагреватель с медным теплообменником поможет подготовить бассейн намного быстрее. С теплообменником из нержавеющей стали вы можете ждать до 72 часов, прежде чем ваш бассейн нагреется до 10 градусов по Цельсию.

Даже если вам не нужно быстро нагревать вещи, более высокая теплопроводность меди также приводит к более высокой эффективности. В результате использование теплообменника с медью приведет к снижению затрат на электроэнергию. В конце концов, обогреватель или котел, который должен работать дольше, чтобы нагреть ваш дом, бассейн или водопроводную воду, будет стоить вам дороже.

Долговечность

Долговечность является серьезной проблемой для теплообменников, когда речь идет о таких приборах, как бойлер. Это связано с тем, что конденсационные котлы (самый популярный тип в настоящее время) выделяют агрессивный конденсат, который может разъедать металл в теплообменнике.

Теплообменник, не выдерживающий конденсата, быстро изнашивается и требует затратной по времени и дорогостоящей замены. В результате вы, вероятно, захотите выбрать теплообменник, который может противостоять коррозии в течение длительного времени.

В этом случае явным победителем является нержавеющая сталь. В отличие от стандартной стали, нержавеющая сталь обладает свойством, известным как «пассивация». Это относится к его способности образовывать на себе слой оксида в ответ на контакт с воздухом.[2]

Этот слой оксида защищает нержавеющую сталь от коррозии и ржавчины, обеспечивая более длительный срок службы по сравнению с обычной сталью. Он идеально подходит для использования в любом теплообменнике, который будет контактировать с коррозионно-активными элементами.

С другой стороны, медь более подвержена коррозии. Конденсат превращает атомы меди в ионы меди, со временем эффективно растворяя металл. Это большая проблема по двум причинам. Во-первых, из-за меньшей продолжительности жизни; затем, потому что корродированный медный теплообменник теряет эффективность.

Принимая во внимание, что более высокая эффективность и теплопроводность были преимуществом для меди, она уменьшала баланс наоборот.

Цена

Медь, как правило, дешевле нержавеющей стали при покупке в том же количестве, и это верно при использовании в теплообменниках. Хотя это может побудить вас приобрести медь для теплообменника, помните, что она гораздо менее долговечна. Вам придется покупать больше заменителей меди, чтобы поддерживать уровень ее эффективности. В результате медь может оказаться дороже в долгосрочной перспективе.

Как правило, производители теплообменников предлагают медь по умолчанию, потому что она дешевле. Эти компании знают о компромиссе между стоимостью и сроком службы, где стоимость — это вопрос «плати сейчас или плати потом». Вы либо платите больше авансом за теплообменник из нержавеющей стали, который прослужит дольше, либо платите позже, чтобы заменить медный теплообменник раньше.

Комбинезон

Окончательный выбор сводится к тому, мыслите ли вы в долгосрочной или краткосрочной перспективе. Если вы планируете повысить ценность своего дома, установив высококачественное оборудование HVAC, выберите долгосрочный вариант. (например, газовые котлы и теплообменники из нержавеющей стали). Долгосрочный вариант сэкономит вам деньги и снизит потребность в обслуживании и замене ОВКВ.

Таким образом, должно быть очевидно, что нержавеющая сталь, более дорогая из двух металлов, лучше подходит для долгосрочных мыслителей. Однако, если вам действительно нужен теплообменник с самой высокой проводимостью для быстрого нагрева больших водоемов (например, бассейна) или больших домов, тогда медь может быть лучшим выбором.

Конечно, нержавеющая сталь может делать все то же, что и медь, только медленнее и дороже.