Привет всем и каждому! Продолжаем осваиваться в мире строительной теплоизоляции, ведь высокая осведомленность в вопросах утепления дома помогает предупредить множество проблем во время и после постройки дома, и по достоинству наслаждаться преимуществами своего дома.
Мы уже рассмотрели виды теплоизоляции и выделили 6 весомых причин для утепления дома. Сейчас немного теории, понимая которую разобраться в вопросах утепления становиться много проще. Так как же работает теплоизоляция?
Конечно понятно, что сам материал никаким образом дом не греет. Поэтому приставка ТЕПЛО означает, что материал изолирует (препятствует) ТЕПЛОвую передачу от более нагретого предмета (внутри дома) к менее нагретому (улица). Величину этой изоляции люди договорились оценивать коэффициентом теплопроводности, обозначаемой греческой буквой ƛ (лямбда). И чем этот показатель ниже, тем хуже материал проводит тепло, а значит его работа как изолирующего материала лучше. Он более эффективно сохраняет тепло. Поэтому самый важный параметр, на который стоит обращать внимание при выборе строительной теплоизоляции - это её коэффициент теплопроводности - ƛ (лямбда). Меньше – лучше. Плотность материала тут вторична, и вот почему…
Теплопроводность изоляционного материала состоит из 3-х слагаемых:
A – теплопроводность стоячего воздуха (иного газа), который находится внутри изоляционного материала. Всё верно, стоячий воздух – эффективный изолятор тепла, поэтому основная задача строительной теплоизоляции - остановить движение воздуха внутри себя, сделать его неподвижным. Поэтому, по большей степени, покупая теплоизоляционные материалы, вы приобретаете воздух, но не обычный, а статичный, который и сохраняет ваше тепло.
Для справки, теплопроводность обычного воздуха при температуре 10С составляет 0,024 Вт\м∙К – это очень очень низкая теплопроводность. Для сравнения, теплопроводность стекла в 47(!) раз выше – 1 Вт\м∙К.
B – конвекционная теплопроводность и прямая теплопроводность. Конвекция - это когда тепло передаётся за счёт движения воздуха. Как уже было сказано выше, задача теплоизоляционных материалов – остановить движение воздуха внутри себя. Поэтому чем больше волокон в составе материала, тем больше сплетений они образуют, тем более эффективнее они останавливают воздух, а конвекционная теплопроводность материала (B) снижается.
С другой стороны, тепло, как и электричество, передается там, где проще. Т.к. статичный воздух – имеет высокую сопротивляемость теплопередаче, то тепло стремиться к передаче от более нагретого предмета к менее непосредственно по самим волокнам – прямая теплопередача. Поэтому в минеральных утеплителях диаметр и химический состав волокна сильно влияет на теплопроводность всего изделия: чем ниже диаметр волокон, тем хуже они передают тепло. Чем меньше в составе волокон оксида бора, тем хуже они передают тепло. Это как в электропроводке: электричество лучше передаётся по толстому медному кабелю, чем по тонкому алюминиевому. Тонкий алюминиевый кабель имеет высокое сопротивление, что плохо в электрике. А для сохранения тепла высокое сопротивление теплопередачи изоляционного материала – это хорошо.
Всё это объясняет, почему современные минеральные утеплители из стеклянного волокна достигают аналогичных показателей теплопроводности как у базальтовой ваты на практически в 2 раза меньших плотностях. Диаметр стекловолокна 4-6 микрон, а диаметр базальтового волокна 8-10 микрон. Тепло по более толстому волокну переносится проще, поэтому требуется больше волокон (плотности), чтобы это компенсировать. .
В формуле выше за плотность отвечает величина d - увеличивая плотность материала (d) влияние коэффициента B снижается. Кажется, что чем выше плотность, тем меньше B увеличивает сумму (Лямбда), поэтому выше плотность = ниже теплопроводность. Это верно отчасти: вначале увеличение плотности приводит к увеличению сплетений между волокнами, в результате чего воздух останавливается внутри материала более эффективно. Но на определенном этапе волокон уже становится столько много, что они уже не оказывает влияние на общий результат. А их дальнейшее увеличение приводит к увеличению теплопередачи по самим волокнам и росту влияния третьего коэффициента С.
С – радиационная теплопроводность материала (излучение). Под излучением, понимают перенос энергии в виде электромагнитных волн. Любое нагретое тело является источником излучения. И тут увеличение плотности приводит к увеличению этой составляющей изоляционного материала.
Этим так же объясняется, почему высокая плотность не равно низкой теплопроводности. Из формулы видно, увеличивая d, мы понижаем влияние коэффициента B, но увеличиваем влияние коэффициента С. Когда значение B становиться ничтожно мало, дальнейшее увеличение плотности приводит к росту C, поэтому общая теплопроводность растет. На практике это пороговое значение в минеральных утеплителях составляет 45-50 кг\м3.
Надеюсь, после прочтения статьи у вас сформировался общий принцип работы изоляционных материалов, применяемых в строительстве. А главное появилось понимание, что плотность – это не самый главный параметр при выборе утеплителя. Гораздо важнее - коэффициент теплопроводности (ƛ).
В следующей статье поделюсь важными параметрами, на которые стоит обращать внимание при выборе теплоизоляционного материала. Следите за обновлениями.
До встречи…
