Как оказалось, многие считают, что воздух – это лучший теплоизолятор, и для утепления помещения, достаточно лишь возвести стены, внутреннее пространство которых будет герметично закрыто и им заполнено. И действительно, теплопроводность воздуха в нормальных условиях составляет 0,0259 Вт/м*С, а той же минеральной ваты – 0,048-0,070 Вт/м*С, так что же получается, утеплитель – это всего лишь уловка коммерсантов и, на самом деле, он вовсе не нужен?
Низкая теплопроводность – не залог успеха!
Не совсем все так поверхностно. Воздух – действительно отличный теплоизолятор, но просто низкой теплопроводности недостаточно. Например, деревья не растут в пустыне, потому что теплая и солнечная погода – не единственное условие для их роста. Если набрать охапку сухих смолянистых дров, полить их бензином и поджечь где-нибудь на Марсе, то они гореть не будут, потому что просто дров и высокой температуры недостаточно для поддержания пламени, также и с теплоизоляцией, низкая теплопроводность – не единственное условие для высокой теплоэффективности материала.
Блуждание воздуха
По сути, во всех теплоизоляционных материалах, основной составляющей и является воздух, но почему бы тогда не собрать каркасный дом, где вместо утеплителя будет прослойка воздуха? Все дело в конвекции – перенос тепла, вызванный перемещением воздуха из-за разности температур внутренней и внешней поверхности стены (определение своими словами для частного случая, мне показалось, что так будет понятней).
Например, принцип работы простого конвектора заключается в установленном нагревательном элементе, который разогревает воздух. Нагретый газ, как известно, подымается вверх, а холодный вниз, тем самым, в прогреваемом помещении создаются потоки. Воздух разогревается, устремляется вверх, остывает, идет к низу и процесс повторяется. Тоже самое происходит в самотечных системах отопления, только там, вместо газа – жидкость.
Тоже самое было бы и в стенах с воздушным утеплением, у внутренней стены дома воздух бы нагревался и устремлялся вверх, а у наружной остывал и шел к низу, тем самым получается непрекращающееся движение воздушных масс, что приведет к постоянному переносу тепла из помещения на улицу.
Чем утеплитель лучше?
В утеплителе огромное количество микропор, заполненных тем же воздухом. Из-за того, что каждая пора изолирована от другой, образование потоков воздушных масс, описанных выше, становится невозможным, благодаря чему тепло в помещении держится гораздо дольше. Получается, что чем больше изолированных друг от друга пор и, чем меньше их размер, тем лучше утеплитель с точки зрения теплоэффективности.
Гипотеза об эффективности воздушной теплоизоляции
Часто, в подтверждение гипотезы о высокой эффективности воздушной теплоизоляции, приводят в пример окна. В стандартных окнах, пространство между стеклами заполнено обычным воздухом и ничего, живем же как-то зимой и не мерзнем.
Я категорически не согласен с данным примером, т.к. как раз окна являются одним из самых холодных мест в доме, к тому же, не зря появились двойные, тройные и т.д. стеклопакеты. Чем толще стеклопакет, тем теплее окно, т.к. как раз благодаря разбивке внутреннего пространства окна на несколько изолированных друг от друга слоев, удается исключить прямой перенос тепла из дома на улицу.
Подытожим
➡️Теплопроводность – не единственный показатель, влияющий на эффективность теплоизоляции;
➡️Воздух – действительно один из лучших теплоизоляторов;
➡️Условием хороших теплоизоляционных свойств материала является наличие огромного (чем больше, тем лучше) количества изолированных друг от друга пор как можно меньшего размера;
➡️Теплоизоляция из слоя воздуха – далеко не лучшее решение.
Планирование эксперимента
Все вышеизложенные рассуждения было бы неплохо закрепить экспериментально. У меня в голове пока следующий вариант:
✅ Взять две одинаковые пластиковые бутылки. Одну заполнить теплоизоляцией (хотя бы какими-нибудь тряпками), а вторую оставить пустую;
✅ Изготовить плоскую льдину (заморозить воду в тарелке);
✅ Горизонтально положить бутылку на льдину в условиях помещения и, в течение некоторого времени (скажем, минуты 3), отслеживать изменения температуры на противоположенной от льда поверхности. Измерения проводить электронным термометром с датчиком (прислонить датчик к поверхности бутылки).
Обязательно предлагайте свои варианты эксперимента, а также, разумные доработки к вышеизложенному (под “разумными” я предполагаю исключить использование высокоточной техники, атомных коллайдеров и т.п., т.к. всего этого дома в наличии ни у кого нет, ну, или, по крайней мере, далеко не у всех оно есть).
Свое мнение, по поводу применения воздуха в качестве теплоизолятора пишите в комментариях, тема требует споров и обсуждения!
Всем спасибо за внимание, не забудьте подписаться и поставить палец вверх, конечно же по желанию!👍