Тел: (+38) 067 492 41 24 

Советы

Теплотехнические свойства материалов

  • Прочитано 113 раз Последнее изменение 26 декабря 2017

Под теплоизоляцией обычно подразумеваются строительные материалы с пористой или волокнистой структурой, занимающие большой объём при минимальном весе. Воздух, находящийся в порах или между волокнами, плохо проволит тепло и обеспечивает теплозащитные свойства материалов. При грамотном утеплении в доме хорошо удерживается тепло, выводится избыточная влага и поступает свежий воздух. Все свойства утеплителя, такие как теплопроводность паро- и воздухопроницаемость, взаимосвязаны.

Под теплопроводностью подразумевается способность материалов транспортировать тепловую энергию от более нагретых частей тела к менее нагретым, что приводит к выравниванию температуры между ними. При теплопроводности перенос энергии в теле осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц, обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией. Основная задача теплоизоляционных материалов - снизить потери тепла. Чем меньше теплопроводность, тем меньше тепла уходит за пределы здания. Теплопроводность теплоизоляционных материалов должна быть не более 0,1 Вт/(м·ºС). материалы с теплопроводностью от 0,03 до 0,05 Вт/(м·ºС) считаются хорошими, а с теплопроводностью с менее 0,03 Вт/(м·ºС) - самыми лучшими.

Для метериалов эксплуатируемых при температуре до 200ºС, теплопроводность нормируется при температуре 25ºС, до 500ºС - при 125ºС, свыше 500ºС - при 300ºС.

Не всё так однозначно с двумя другими параметрами. От них зависит важное качество конструкции, которое в просторечии описывают словами "стена дышит". Дело в том, что в воздухе жилого помещения всегда много водяных паров. Влага выделяется во время приготовления пищи и мытья посуды (около 2,5 кг в сутки), при мытье полов (0,15 кг/м2), а так же комнатными растениями и цветаими (до 0,8 кг в сутки каждым). Во время сна тело человека испаряет около 45 г влаги в час, а при физической работе испарение увеличивается до 250 г/ч. И всё это содержится в воздухе в виде водяных паров, которые обусловливают его влажность. Однако воздух способен насыщаться водой только до определенных пределов. Например, при температуре 20 0С в 1 м3 воздуха может содержаться 17,5г воды. При превышении этой величины при той же температуре избыточная вода сжижается на охлаждающихся поверхностях в виде мелких капель (росы). При охлаждении воздуха его относительная влажность увеличивается и из водяного пара опять же выпадает конденсат. Чем ниже температура воздуха, тем меньше в нём остается воды. Например, при температуре 0ºС её количество составляет всего 5г на 1м3. Таким образом, если воздух, имеющий температуру 20ºС, начать охлаждать до 5ºС, то из каждого кубометра выпадет в виде конденсата 12,5г влаги.

Часть водяных паров зимой стремится проникнуть из помещения на улицу, где воздух суше. Эти пары и порождают массу проблем. В той зоне конструкции, где температура ниже значения точки росы, пары конденсируются и стена намокает, промерзает и постепенно разрушается (кирпич крошится, а дерево загнивает). Температура внутренней поверхности ограждения, безусловно, никогда не должна быть ниже точки росы. А если эта зона находится в толще теплоизолятора, расположенного снаружи стены, последствия будут зависеть от его паропроницаемости.

Не стоит буквально воспринимать выражение "стена дышит". Даже привысокой паропроницаемости материала стена не играет ни4какой роли в воздухообмене и снижения влажности в доме. Для этого она слишком плотная. Воздухообмен обеспечивает только вентиляция. "Дыхание стен", а правильнее говорить "паропроницаемость стен", имеет другое значение: обеспечивает сохранность стеновой конструкции путем выведения из неё парообразной влаги.

1 - Определить точку росы в помещении можно с помощью номограммы (Приложение 1)
-----------

Паропроницаемость - способность материалов пропускать водяные пары, содержащиеся в воздухе, под действием разности их парциальных1 давлений на противоположных поверхностях слоя материала. С повышением температуры парциальное давление водяных паров увеличивается, и они стремятся попасть в область меньшего давления - насторону слоя метериала с меньшей температурой. Движение водяного пара можно оценить, зная сопротивление материала по формуле Rn=b/m,
где b - толщина слоя ограждающей конструкции, n; m - коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, ьг/мхчхПа.

Коэффициетн паропроницаемости определяется количеством водяных паров в граммах, проходящем в течение 1 часа через слой материала площадью 1м2 и толщиной 1м. У рыхлых материалов он больше, чем у плотных. Значение'm' для некоторых материалов представлено в таблице 7.
Паропроницаемость помогает конденсату в слое утеплителя испаряться, а свежему воздуху - проникать внутрь помещения. Но этот предел не долеж быть интенсивным, чтобы не терялось тепло. Если утеплитель имеет малое значение сопротивления паропроницанию, то водяные пары, стремящиеся из помещения наружу в холодное время года, легко его преодолевают и конденсируются на холодной поверхности внутри ограждения. Для защиты утеплителя и всей конструкции от намокания необходима пароизоляция - прокладка материала с высоким сопротивлением паропроницанию под внутренней общивкой.
----------------
1 Парциальное давление (лат. partialis -частичный) - давление, которое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре.
--------------
Например, очень высокое сопротивление имеет поэдителеновая плёнка. при её использовании стена проветривается только наружным воздухом.
Значения этого параметра для некоторых материалов представлены в таблице 8.

Расположение слоёв из различных материалов не влияет навеличину общего термического сопротивления строительной конструкции, однако дифузия водяного пара, возможность и место выпадения конденсата определяет расположение утеплителя на внешней поверхности стены. В ограждающих конструкциях, состоящих из нескольких слоёв, слой с большим сопротивлением паропроницанию следует располагать ближе к внутренней поверхности, а с меньшим сопротивлением - ближе к наружной, защитив его от продувания плотным, но паропроницаемым материалом.

Пароизоляция наружной стороны стены не нужна, если она выполнена из однородного, плотного материала, например, брус или кирпич, или же стена выполнена в два слоя, причем у внутреннего слоя сопротивление паропроницанию Rn>1,6 м2·ч·Па/мг например, брус толщиной 100мм, пенополистирол толщиной 80 мм, плотноприлегающий к стойкам.

Способность материала впитывать и удерживать воду характеризуется еще одним важным свойством - водопоглощением (гигроскопичностью). Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством фоды, которое поглощает сухой материал при выдерживании в воде, отнесенным к массе сухого материала. Это очень важная характеристика теплоизоляционных материалов, контактирующих с окружающей средой, так как с повышением влажности их теплопроводность резко увеличивается и соответственно снижается теплозащитная способность.

Значения водопоглощения теплоизоляционных материалов по объёму и по массе составляют для материалов с волокнистой структурой составляет 80-85 и 400-650%. У теплоизоляторов с ячеистой структурой эти показатели заметно различаются:

  • пеностекло, некоторые пенопласты и другие материалы с закрытой пористостью - 2-15 и 80-120%;
  • перлит и другие материалы с сообщающейся пористостью - 30-40 и 350-400.

Значительно снизить водопоглощение теплоизоляционных материалов позволяет их гидрофобизация (например, путем введения кремнийорганических добавок).

Важнейшими показателями, определяющими теплотехнические и теплоизоляционные характеристики теплоизоляционных материалов, являются теплоемкость, плотность, морозостойкость, прочность и огнестойкость.

Теплоемкость - свойство материала поглощать тепло при повышении температуры. Его характеризует удельная теплоемкость - количество тепла, которое необходимо сообщить 1кг данного вещества для повышения его температуры на 1ºС. Удельная теплоемкость материалов зависит от их природы и в незначительной степени от объёма пористости, чтобы объясняться близкими абсолютными значениями удельной теплоёмкости твердой фазы и воздуха. Например, у воздуха и плотного бетона они равны соответственно 1,04 и 0,92 Дж/кг·ºС. Материалы органического происхождения имеют значительно большую удельную теплоемкость, чем минерального: у древесно-волокнистых плит она в 3,2 раза, у пенопласта в 1,8 раза больше, чем у минераловатных изделий.

Плотность - это состояние массы материала к его объёму; измеряется она в кг/м3. Низкая плотность предпоагает большую пористость. Обширный объём пустот внутри материала снижает его теплопроводность,улучшая теплозащитные свойства. Плотность различных теплоизоляционных материалов обычно ворьируеься от 20 до 100 кг/м3. Всего различают 17 марок по средней плотности от 15 до 500 кг/м3.

Морозостойкость - это способность материала без разрушения выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание. От этого показателя во многом зависит долговечность всей конструкции. Теплоизоляционные материалы должны обладать морозостойкостью не менее 20-25 циклов, чтобы сохранять свои свойства до капитального ремонта здания.

Прочность (на сжатие, изгиб, растяжение, сопротивление трещинообразованию) - способность материалов сопротивляться разрушению под воздействием внешних сил, вызывающих деформации и внетренние напряжения. Прочность теплоизоляционных материалов зависит от структуры и пористости. Жесткий материал с мелкими порами более прочен, чем материал с крупными неравномерными порами.

Классы огнестойкости в Европе согласно стандарту DIN 4102 определяют по шестибальной шкале, где А является высшим показателем, а F - самым низким. К классу А относятся несгораемые материалы, к классу В - воспламеняемые, и они являются основными для стройматериалов, включая теплоизоляционные. несгораемые материалы, в свою очередь делятся на А1 - не содержащие органических добавок, неспособные к возгоранию вообще, и А2 - содержащие незначительую часть органических компонентов, способных к горению. Воспламеняемые материалы делятся на В1 - трудновоспламеняемые (могут гореть, но после затухания огня не способны возгораться повторно) и В2 - воспламеняемые (могут вторично самостоятельно возгораться, когда пламя уже потушено, и продолжать тлеть). Для классов D,C и D существует три уровня степени выброса дыма s (smoke). s1 - черезвычайно малый выброс дыма, или же он отсутствует вовсе; s2 - достаточно большое количество дыма; s3 - очень большое количество дыма.

Кроме того, для классов А2, В, С, D и Е добавляется информация о трех уровнях выброса твёрдых частиц и капель при горении "d" (flaming droplets/particles). Некоторые строительные материалы, например полистирен, в процессе горения могут образовывать горящие капли (droplets). С другой стороны, продукция из дерева имеет тенденцию к обугливанию до того, как начнут выделяться продукты горения (particles). Эти капли и частицы могут служить причиной возникновения новых очагов пожаров. Классификатор распределяет уровни выбросов капель и твёрдых частиц следующим образом: d0 - отсутствет; d1 - не большое количество; d2 - достаточно боьшое количество.

Информация о воспламеняемости, горючести и других связанных с ними параметрах - тот минимум, который необходим для понимания условных обозначений, встречающихся в технических описаниях строительных материалов. Кроме того, при выборе не менее важны показатели химической стойкости, жесткости, экологической чистоты; следует учитывать удобство в работе, и доступность материала, и, разумеется стоимость.

Строительно-физические свойства теплоизоляционных материалов зависят от сырья, из которого они изготовлены. По виду исходного сырья все теплоизоляционные материалы делятся на две большие группы: неорганические и органические. К неорганическим относятся теплоизоляционные материалы, изготовленные на основе неорганических веществ - асбеста, шлаков, стекла, кремнезёма, перлита, вермикулита и других веществ минерального происхождения. Это минеральные ваты, пеностекло, керамзит, вспученные перлит и вермикулит, газобетон, газосиликат и т.д. Неорганические теплоизоляционные материалы долговечны, плохо впитывают влагу, не гниют, огнестойки, не повреждаются грызунами.

Органические теплоизоляционные материалы в зависимости от природы сырья разделяют на две категории: на основе природного органического сырья (древесина, отходы деревообработки, торф, однолетние растения, шерсть животных и так далее) и искусственные - газонаполненные пластические массы ячеистой или сотовой структуры. Характерная особенность большинства органических теплоизоляционных материалов - низкая огнестойкость, поэтому обычно их применяют при температурах не выше 150ºС.

Теплоизоляционные материалы, сделанные только из природного органического сырья (пробка, ДВП, ДСП, соломит, камышит, торфоплиты), в строительной практике применяются довольно редко - за исключением пробки они отличаются весьма низкой водо- и биостойкостью. Гораздо шире распространены материалы смешанного состава (арболит, фибролит), получаемые из смеси минерального вяжущего вещества и органического наполнителя (древесных сружек, опилок).

По форме и внешнему виду все утеплители подразделяют на штучгые (плиты, блоки, кирпич, цилиндры, полуцилиндры, сегменты), рулонные и шнуровые (маты, шнуры, жгуты), рыхлые и сыпучие материалы (вата минеральная, стеклянная, вспуцченные перлит, вермикулит). По структуре материалы подразделяют на волокнистые, ячеистые и зернистые. На современном строительном рынке можно найти самые разнообразные теплоизоляторы, каждый из которых по-своему хорош.

Существует миф, что некоторые утеплители отпугивают мышей. на самом деле такого стрйматериала не существует. Мыши живут везде, где тепло и какой бы не применялся теплоизоляционный материал. Другой вопрос - могут ли они им питаться? Мыши не едят неорганические материалы - стекловату и каменную вату, но могут грызть, например, пенополистерол - в нем есть органика.

О. Коровяков

Здравствуйте, меня зовут Олег, я собрал информацию о технологии строительства индивидуальных домов из глины и соломы, тщательно изучил её, проанализировал и выбрал из каждого отдельного метода что-то наиболее подходящее, на мой взгляд, в результате создал собственный метод. Его я испытал на собственном доме в 2011 году, а так же его особенностями воспользовались и другие. На мой взгляд метод наиболее подходящий для индивидуального строительсва, подробности которого я и публикую на страницах этого сайта.

При создании статей и материалов сайта использовались наработки других авторов, различные блоги, форумы и официальная документация. Поскольку вся эта информация по частям собиралась с различных ресурсов, а я лишь доработал все и собрал воедино, дополнив своими идеями, мне не представляется возможным опубликовать полный список авторов. Так что если кто-то увидел тут свой авторский текст, не нужно рвать волосы и обвинять метя в плагиате, нужно лишь сообщить мне об этом, добавив ссылку на свою статью и я обязательно включу Вас в список авторов.

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Авторизация

Энергетика

Строим своими руками

А знаете что ..?

1 четверть = 17,8 см. = 0,178 м.

Система мер и весов

Посетители сайта

37.7%Russian Federation Russian Federation
29.2%Ukraine Ukraine
6.2%United States United States
3.5%Belarus Belarus
2.6%Romania Romania
2.4%Kazakhstan Kazakhstan
1.8%Germany Germany
1.6%France France
1.5%Republic Of Moldova Republic Of Moldova
1.1%Kyrgyzstan Kyrgyzstan
0.9%Israel Israel
0.9%Czech Republic Czech Republic
0.9%United Kingdom United Kingdom
0.8%Turkey Turkey
0.5%Latvia Latvia

Сегодня: 13
Вчера: 82
На этой неделе: 638
На прошлой неделе: 630
В этом месяце: 1555
В прошлом месяце: 1184
Всего: 3443

Это интересно

Комментарии