Теплопроводность минеральной ваты в сравнении с другими утеплителями
Разновидности минеральной ваты
Минеральные утеплители – это утеплители, изготовленные из сырья минерального происхождения. Наиболее популярным и широко используемым утеплителем является минеральная вата. Теплопроводность минеральной ваты — важный показатель целесообразности использования в качестве утеплителя.
Различают минеральную вату каменную и шлаковую. Каменную вату производят из различных горных пород, например, базальта, известняка, доломита. Она долговечна, качественна, имеет высокие эксплуатационные характеристики и часто используется при постройке зданий и строений.
Сырьем для шлаковой ваты является смесь из шлаков чёрной и цветной металлургии. Она менее долговечна, не предназначена для строений длительного использования. Не стоит использовать ее в условиях перепадов температур и повышенной влажности.
Показатели минеральной ваты
Основные показатели минеральной ваты приведены в таблице
Характеристика | Минеральная вата |
Плотность | 115 кг/м3 |
Водопоглощение при полном погружении, не более | 1% |
Средний диаметр волокна, не более | 0,2 мкм |
Содержание неволокнистых включений по массе, не более | 4,5% |
Теплопроводность при 283+1 К, не более | 0,044 Вт/м *К |
Предел прочности на сдвиг, не менее | 50 кПа |
Предел прочности на сжатие, не менее | 100 кПа |
Предел прочности на растяжение, не менее | 150 кПа |
Теплопроводность утеплителей.
Что это?
Коэффициент теплопроводности показывает количество тепла, проводимое через 1 квадратный метр поверхности материала толщиной в 1 м за час при отсутвии утечки тепла сбоку и разности температур обеих поверхностей в 1 °С. Это одно из наиболее важных свойств теплоизоляционных материалов. Понятно, что чем меньше показатель теплопроводности, тем меньше тепла теряется.
Теплопроводность минеральной ваты
Если сравнивать теплопроводность минеральной ваты с теплопроводностью других теплоизоляционных материалов, то получим такие показатели:
Теплопроводность, Вт/м °С / необходимая толщина слоя утеплителя, мм:
Базальтовая вата – 0,039 /167 мм
Пенополистирол – 0,037 /159 мм
Стекловата – 0,044/189 мм
Керамзит – 0,170/869 мм
Кирпичная кладка – 0,520/1460 мм
Сравнительные коэффициенты теплопроводности строительных материалов:
Бетон – 1,5
Каменная кладка на растворе – 1,2
Рабочий кирпич – 0,6
Облицовочный кирпич – 0,4
Штукатурный гипс – 0,3
Ячеистый бетон – 0,2
Стекловата – 0,05
Пробковые покрытия – 0,039
Минеральная вата – 0,035
Пенопласт — 0,034
Как видно из показателей, теплопроводность минеральной ваты уступает только материалам из пенополистирола. Хотя если сравнить пенополистирол и каменную вату по огнестойкости, то тут каменная вата точно в победителях. Все виды каменной ваты относят к негорючим материалам.
Свойства минеральной ваты
Коэффициент теплопроводности показывает способность проводить тепло. Однако чтобы определиться с нужным материалом для утепления, важно учитывать не только его теплопроводность, но и другие, не менее важные характеристики.
Кроме хорошего показателя теплопроводности минеральная вата:
- Огнеупорная – материал противостоит воздействию высоких температур
- Устойчивая к агрессивным химическим средам
- Экологичная – материал безвреден для человека
- Паропроницаемая — пропускает пары воды
- Пластичная – под воздействием внешней силы способна принимать нужную форму
- Легкая в монтаже – мягкая легко режется ножом, прочная – ножовкой
- Влагостойкая – приполном погружения уровень поглощения воды составляет 0,5%
- Устойчива к воздействию бактерий и грибков
- Не дает усадки со временем, тем самым не допускает появление мостиков холода
- Долговечная – при правильном использовании срок службы составляет около 70 лет.
Еще одним, немаловажным достоинством минеральной ваты является ее стоимость. Именно благодаря всем выше перечисленными характеристиками минеральная вата стала одной из наиболее популярных утеплителей на рынке строительных материалов.
Правильный выбор утеплителя позволить иметь комфортные условия в доме долгие годы.
Теплопроводность минеральной ваты 👉 характеристика и сравнение с другими утеплителями
С наступлением холодов каждый из нас пытается сохранить в своем доме тепло. Поскольку природные ресурсы не бесконечны, и цена на них с каждым годом растет, все больше граждан предпочитает утеплять свои дома теплоизоляционными материалами. Благодаря им, в зимнее время можно сохранить дом теплым при низком расходе топлива и прохладным в летние месяцы. Поскольку строительная сфера предлагает большой выбор утеплителей, важно знать коэффициент теплопроводности каждого из них. Тема нашей статьи – теплопроводность минеральной ваты.
Минеральная вата
Содержание статьи
Описание минеральной ваты
Среди специалистов большой популярностью пользуется минеральная вата. Она считается одним из лучших теплоизоляторов, поскольку:
- безопасна для человеческого организма;
- очень эффективна;
- сравнительно недорогая.
Теплопроводность и специфика
Теплопроводностью называют возможность предмета пропускать и отдавать тепло. Каждый утеплитель обладает определенной теплопроводностью. От ее коэффициента зависит качественный показатель вещества и область его применения.
На теплопроводность ваты влияет марка и состав. Средняя цифра варьируется в рамках 0,034-0,05 Вт/м*К. Этот показатель весьма низкий, поэтому вата – это хороший теплоизолятор.
У рыхлой минеральной ваты коэффициент еще ниже — 0,035-0,047, поскольку воздушные «подушки» лучше задерживают тепло. У тяжелой минваты коэффициент равен 0,48-0,55 Вт/м*К.
Для сравнения предлагаем вашему вниманию коэффициенты других утеплителей:
- у пенополиуретана – 0,025;
- у вспененного каучука – 0,03;
- у легких пробковых листов – 0,035;
- у стекловолокна – 0,036;
- у пенопласта – 0,037;
- у пенополистирола и поролона – 0,04;
- у легкой МВ – 0,039-0,047;
- у стекловаты – 0,05;
- у хлопковой ваты – 0,055.
Чем ниже коэффициент, тем качественнее утеплительный материал. В отличие от пенопласта, минвата обладает несколько пониженным энергоемким показателем. Но при сопоставлении с этими материалами, она характеризуется лучшей огнестойкостью, и избавлена от вредных элементов.
Поскольку вата обладает низким коэффициентом теплопроводности, ее применяют для утепления построек с внутренней и наружной стороны.
Как выбрать минвату и рассчитать толщину утеплителя
У любого здания есть своя норма теплосопротивления. На этот показатель влияет климатическая зона, в которой находится постройка.
Каждый утеплитель имеет индивидуальный показатель теплопроводимости. На основе этого крайне важно сделать правильное теплоизоляционное условие, которое сократит использование энергии для отопления и охлаждения постройки.
Если использовать минвату для уже готового здания, то при расчете учитывают:
- тип и сечение материала;
- коэффициент теплопроводности;
- показатель теплоизоляции.
Важно! Домам, которые только возводят, намного проще подобрать стройматериалы, утеплитель и отделку.
Чтобы верно рассчитать толщину утеплителя, важно знать показатель:
- стандарта теплосопротивления постройки в конкретном регионе;
- теплосопротивления материала, используемого в строительстве;
- КТ утеплителя.
Специалисты используют формулу: K=R/N.
K – теплосопротивление стены;
R – толщина материала;
N – КТ.
С помощью этой формулы можно узнать показатель теплосопротивления стены. Основываясь на просчитанном результате, легко узнать необходимую толщину теплоизоляции.
Минеральная вата как утеплитель
Каждый теплоизолятор имеет свои отличительные достоинства и минвата не стала исключением. При сравнении с другими похожими материалами, она:
- не содержит вредных примесей;
- безопасна для человека;
- легко монтируется;
- обладает длительным эксплуатационным сроком.
Предлагаем вашему вниманию сравнение минваты с экструдированным пенополистиролом.
Категория | Минвата | Пенополистирол |
Прочность сжатия | 37-190(+/-10%) | 28-53 (+/-10%)
|
Водопоглощение за сутки | Меньше 0,4 | 0,2-0,4 |
Горение | Не горит | Выпускает токсины |
ПТП | НГ, Т2 | Г1, Д3, РП1 |
Рабочая температура | -180 — +650, плавится при 1000 градусов | -50 — +75, при 200-250 градусах выпускает токсины |
Паропроницаемость | 0,31-0,032 | 0,007-0,012 |
Безопасность | + | — |
Теплосопротивление | 0,036-0,045 | 0,03-0,033 |
Звукоизоляция и ветрозащитность | + | + |
Устойчивость к влажности | + | + |
Устойчивость к нагрузке | — | + |
Сохранение размера | — | + |
Эксплуатация | 50 лет (реальная – 15) | 50 лет (действительная – 20) |
Удобный монтаж | + | + |
Огнеустойчивость | + | — |
Рассмотрим более детально известных производителей минеральной ваты.
Производители минваты
Производством утеплителей занимаются различные фирмы, но среди них наибольшим спросом пользуются:
- KNAUF;
- ROCKWOOL;
- ISOVER;
- URSA;
- Технониколь.
KNAUF
Минвата этой фирмы уже долгое время занимает лидирующие позиции среди утеплителей. Производитель занимается созданием стройматериалов более 65 лет. Для рынка утеплителей она выпускает только один продукт – минвату.
Она очень проста в монтажных работах и отличается превосходными техническими характеристиками. Эффективность продукта невозможно переоценить. KNAUF выпускают только экологически чистый утеплитель без любых вредных составляющих компонентов.
При нарезании плит отсутствует пыль, поэтому нет необходимости использовать дополнительные защитные меры. Благодаря гидрофобизаторам и водоотталкивающим веществам, вата не боится влаги. Помимо этого, она устойчива к перепадам температуры и огню.
Коэффициент теплопроводности KNAUF равен 0,035-0,4 Вт/м. Это считается весьма низким показателем, поэтому ее активно применяют для обработки жилого и коммерческого помещения. На рынке представлена в листах и матах.
KNAUF
ROCKWOOL
Коэффициент теплопроводности минеральной ваты ROCKWOOL достоин внимания. Данный материал имеет несколько наименований, у каждого из них два вида: плита и мат. К примеру, Rockmin с коэффициентом 0,039Вт/м*К, изготовляется в форме плит. Его используют с целью тепло- и звукоизоляции чердака, стены, кровли и вентилируемого покрытия.
Domrock утепляет потолки, блочные перекрытия и стены из каркаса. Этот вид утеплителя ROCKWOOL имеет коэффициент 0,045. Panelrock продается в форме плит. Его рекомендуется применять для тепло- и шумоизоляции стен с наружной стороны. Коэффициент теплопроводности составляет 0,036.
Плиты Monrock max целесообразно использовать для обработки плоской кровли. Коэффициент теплопроводности данного типа плит составляет 0,039Вт/м*К. Еще один стоящий продукт от ROCKWOOL – минвата Stroprock с коэффициентом 0,041Вт/м*К. Этим материалом целесообразно утеплять пол и перекрытия, одни из которых устраивают на грунте, а другие располагают под бетон.
Будет неправильным не уделить внимание минвате Alfarock, которой изолируют трубопроводы и трубы. Коэффициент теплопроводности Alfarock — 0,037Вт/м*К.
ROCKWOOL
ISOVER
Еще один известный производитель качественной минваты. Если представлен рулон с маркировкой «Классик», то коэффициент теплопроводности материала составляет 0,033-0,037. Утеплитель рассчитан для обработки тех мест построек, которые подвергаются нагрузкам.
При покупке минваты Каркас-П32, утепление помещение придется выполнять плитами с коэффициентом 0,032-0,037 Вт/м*К. У матов Каркас-М37 он равен 0,043. Их тоже рациональнее использовать на каркасных конструкциях. С этой же целью можно использовать Каркас М-40-Ал с коэффициентом 0,046.
У вышеописанных материалов незначительный коэффициент, благодаря которому они обладают прекрасной звуко- и теплозащитой. Одно из основных показателей в этой категории выпадает структуре волокон. Чтобы эффективно изолировать каркасные стены, можно использовать минвату Каркас-П32, у которой коэффициент — 0,032. Этот показатель самый низкий.
ISOVER
URSA
Чтобы правильно подобрать утеплительный материал, следует знать его основные показатели. Минвата Урса не стала исключением. Чтобы хорошо утеплить крышу, пол и стены, рационально купить вату Урса Гео М-11 с коэффициентом – 0,040 Вт/м*К. Плитами, замотанными в рулоны, с названием Урса Гео, лучше обрабатывать скатные крыши. Коэффициент этого продукта – 0,035.
Чтобы изолировать полы, акустические потолки и перекрытия, лучше всего использовать вату в рулонах Урса Гео Лайт. Ее коэффициент составляет 0,044. Оценивая отзывы специалистов и потребителей, продукция фирмы Урса обладает отличным качеством. При использовании данного материала для теплоизоляции дома, можно сформировать дышащую поверхность с воздушной прослойкой. Применение уникальных рецептов и экологически чистых технологий позволяет компании Урса изготавливать качественный и долговечный продукт.
URSA
Технониколь
Продукция этого производителя составляет достойную конкуренцию вышеперечисленным фирмам. Коэффициент минваты Технониколь – 0,038-0,042Вт/м*К. Минеральная вата является гидрофобизированными негорючими плитами, которые обладают шумо- и теплоизоляционными свойствами. В основе продукта – горные породы базальтовой группы.
Технониколь подходит для любого строительства, а так же для утепления стен. В последнем случае слой утеплителя нужно покрывать тонкослойной штукатуркой. Минеральная вата Технониколь не горит, показатель паропроницаемости – 0,3Мг/(м*ч*Па). Водопоглощение составляет 1 процент от объема. Плотность вещества варьируется в рамках 125-137 кг/м³.
Помимо коэффициента теплопроводности минваты, важно знать ее другие параметры:
- ширина – 60 см;
- длина – 120 см;
- толщина – 4-15 см.
Коэффициент теплопроводности сендвич-панелей
Еще один популярный продукт на строительном рынке – сендвич-панели из минваты. Их показатель варьируется в пределах 0,20-0,82. Звукоизоляция составляет 24 дБ. Прочность на срезе и сжатия – 100 кПа. Плотность панелей – 105-125 кг/м³.
При монтаже плит не нужно использовать какую-то специальную технику. Материал устойчив к:
- ультрафиолету;
- температурным перепадам;
- ржавчине;
- огню.
У них превосходное шумо- и теплоизоляционное качество. Если панель повредилась, ее можно заменить. Материал не перегружает фундамент. В большинстве профильных магазинов представлена широкая цветовая гамма панелей, поэтому каждый покупатель может легко выбрать подходящий вариант.
Итог
Решившись на утепления дома минватой, уделите особое внимание расчету коэффициента теплопроводности. Только так вы сможете подобрать правильный материал, который сохранит дом теплым в холодную погоду и прохладным в жаркую.
youtube.com/embed/zZf0-_IvbhI» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>
Вконтакте
Одноклассники
Выбор утеплителя, чем утеплить дом
На современном строительном рынке присутствует не один, и даже не десять видов утеплителя, а гораздо больше. Большинство из них имеют различное происхождение и абсолютно не похожи друг на друга. Объединяет их только низкая теплопроводность.
У материалов, достойных называться утеплителями, коэффициент теплопроводности не превышает 0,08 Вт/(м*°К). Речь идет об эффективных утеплителях. Но, кроме них, существует довольно много материалов, обладающей невысокой теплопроводностью, которые так или иначе можно задействовать при утеплении.
Выбор утеплителя зависит, прежде всего, от среды его применения. На языке профессионалов это называется «условия эксплуатации». Одним из главных критериев выбора утеплителя является водопоглощение. Влага – это первый враг теплоизоляции. Дело в том, что коэффициент теплопроводности воды намного выше, чем у любого утеплителя.
Впитываемая в утеплитель, влага снижает её свойства по удерживанию тепла в помещении.
Термоизолирующим фактором в теплоизоляции является воздух, теплопроводность которого очень низкая. Практически лишен теплопередачи только абсолютный вакуум. Однако вакуумная теплоизоляция в строительстве не применяется, во всяком случае, до сегодняшнего дня. Впрочем, некоторые производители уже пытались заработать на теме вакуума, но все эти попытки оказались не более чем спекуляцией. Речь идет о всевозможных теплоизоляционных красках, несостоятельность которых была подтверждена в лабораторных условиях.
Характеристики утеплителей
Прежде чем обращаться непосредственно к теме выбора теплоизоляции, следует разобраться в вопросе их эксплуатационных характеристик. К таковым относятся не только теплопроводность и водопоглощение. Есть еще целый ряд параметров, влияющих на выбор. Рассмотрим их по порядку.
Теплопроводность.
Данная характеристика напрямую связана с плотностью материала. Чем он плотнее, тем меньше в нём воздуха, и соответственно выше теплопроводность. Поэтому, сравнивая утеплители, обязательно учитывают их плотность.
Один и тот же утеплитель может иметь разную плотность, которая обязательно указывается в его маркировке. Так, например, у пенополистирола плотностью 25 кг/м²; коэффициент теплопроводности составляет 0,039 Вт/м·°C, тогда как при плотности 50 кг/м³; данный коэффициент увеличивается до 0,041 Вт/м·°С. То же касается минеральной ваты, пенополиуретана, пеностекла, пенофола и прочих утеплителей.
Сравнивать разные утеплители без учета их плотности нет смысла. Чтобы корректно сравнить утеплители по параметру теплопроводности, необходимо брать материалы равной плотности.
И ещё один момент. Нельзя путать теплопроводность (Вт/м⋅К) и сопротивление теплопередаче (м²·°С/Вт). Это противоположные по смыслу понятия. Кроме того, когда говорят о сопротивлении теплопередаче, то обязательно указывают толщину материала или ограждающей конструкции, тогда как коэффициент теплопроводности подразумевает фиксированный слой метровой толщины.
Плотность
Все эффективные утеплители имеют малый вес. Один кубометр утеплителя весит 15-50 кг. Промышленность выпускает утеплители различной плотности для того чтобы предоставить строителям определенный выбор по прочностным характеристикам. Чем плотнее утеплитель, тем он сильнее сопротивляется различным деформационным нагрузкам.
Прочность
Необходимость в прочности теплоизолятора в строительстве возникает нередко. Кроме того, что утеплитель не должен сжиматься под собственным весом, необходимо чтобы он легко справлялся и с дополнительными нагрузками. При фасадном утеплении материалы должны обладать достаточной прочностью и несущей способностью, чтобы выдержать собственный вес и вес штукатурки (при методе скрепленной изоляции). Чем плотнее утеплитель, тем он прочнее и крепче, однако вместе с этим увеличивается его теплопроводность и падает эффективность. Очевидно, что многие характеристики утеплителей тесно взаимосвязаны между собой.
Водопоглощение
Существуют утеплители с высоким и средним водопоглощением, а также маловпитывающие и совершенно не впитывающие воду материалы. Нет необходимости запоминать параметры водопоглощения того или иного утеплителя, достаточно просто знать, какой из них впитывает воду, а какой нет.
Легче всего напитываются водой волокнистые утеплители, такие как минеральная вата, эковата, войлок, шерсть и т.д. Вода вопреки законам гравитации способна подняться капиллярным способом практически на любую высоту. Например, если минеральная вата на фасаде будет иметь доступ к воде на уровне цоколя, то постепенно вымокнет весь фасад до самой крыши. Однако это не повод отказываться от минваты (подробнее об этом в отдельной главе о минеральной вате).
Наименьшим водопоглощением обладают вспененные утеплители с закрытыми ячейками в их структуре. К таким материалам, прежде всего, относится пеноплекс (экструдированный пенополистирол) и пеностекло. У названных утеплителей практически нулевое водопоглощение, благодаря чему их часто используют во влажных средах – для утепления подвалов, фундаментов и эксплуатируемых кровель. Оба утеплителя, кроме всего прочего, обладают ещё и значительной прочностью на сжатие, что делает их ещё более пригодными для утепления названных конструкций.
Обычный пенополистирол (пенопласт), особенно самые легкие его сорта, имеет определенное водопоглощение. Производители указывают о.2% по объему в течение 24 часов. Однако уже из практики известно, что обычный (неэкструдированный) пенополистирол способен напитать значительное количество влаги, которая теоретически может заполнить собой все его пустоты. Но так происходит редко, поскольку пенополистирол отдает влагу ещё легче, чем поглощает её. Благодаря этому свойству данный утеплитель считается одним из самых удобных и практичных при фасадном утеплении.
Горючесть
Класс горючести является очень важной характеристикой при выборе утеплителя. Горючие утеплители, такие как пенополистирол, разрешается использовать только при условии их отделки негорючими материалами, например, цементной штукатуркой. Для снижения горючести используются специальные добавки, направленные на самозатухание. С их помощью горючие утеплители не поддерживают самостоятельное горение.
С точки зрения пожарной безопасности менее всего подходят утеплители из натуральных волокон, такие как эковата, шерсть, джут, лен и т.д. Для снижения их горючести не только применяют антипиреновые добавки, но и уплотняют структуру. Если волокна мощно спрессованы, то к ним уменьшается доступ кислорода и горение сменяется тлением. Это повышает шансы успешного пожаротушения.
Плохо горит натуральная пробка, к тому же её не так просто поджечь. А вот тростниковые и соломенные маты легко воспламеняются, поэтому их следует защищать негорючими материалами.
Специфика утеплителей
В предыдущей главе вкратце раскрыта суть основных характеристик утеплителей. Теперь рассмотрим, как эти характеристики влияют на выбор того или иного утеплителя.
Для фасадного утепления чаще всего применяется пенополистирол и минеральная вата. Эти утеплители имеют сопоставимые коэффициенты теплопроводности с учетом их плотности. Вата на 10-30% дороже пенополистирола и её сложнее крепить, однако она считается более экологичной и в значительной степени пожаробезопасной.
Каменная вата (разновидность минеральной ваты, производимая из базальта) выдерживает высокие температуры до 1000°С и способна защитить конструкции от внешних источников жара и пламени.
Каменную вату производят из базальта.
Пенополистирол дешевле, легче монтируется и терпит огрехи монтажа. Благодаря низкому водопоглощению и легкой отдаче влаги, пенополистирол остается эффективным теплоизолятором практически в любых условиях, которые могут ожидать его с внешней стороны фасада. Его главный недостаток – низкая паропроницаемость. Стало быть, пенополистиролом нет смысла утеплять деревянные дома, достоинством которых являются дышащие стены.
Больше всего споров возникает как раз между приверженцами минеральной ваты и пенополистирола, поскольку это самые экономичные и популярные утеплители. Объективно оба утеплителя хороши, но их следует применять по назначению.
При помощи минеральной ваты лучше всего утеплять по схеме вентилируемого фасада. Данная схема подразумевает крепление минераловатных плит вплотную к стене, а с внешней стороны эти плиты отделываются клинкером или панелями с вентзазором. Восходящие тепловые потоки, возникающие в вентзазоре, создают постоянную тягу и подсушивают волокнистые плиты. Таким образом, минераловатный утеплитель остается сухим и не переувлажняется паром, просачивающимся из помещения через поры в стеновом материале.
Минеральная вата используется и при утеплении методом скрепленной теплоизоляции (мокрый метод). Однако риск накопления избытка влаги в этом случае присутствует даже при полном соблюдении технологии. Дело в том, что насколько бы проницаемой не оказалась бы штукатурка, она все равно в несколько раз хуже проводит пар, нежели минеральная вата. А это уже само по себе есть нарушение порядка расположения материалов ограждающей конструкции, при котором каждый последующий слой стены должен быть более паропроницаем, чем предыдущий. Поэтому сегодня многие специалисты сходятся во мнении, что минеральная вата не лучший выбор для легкого и тем более тяжелого мокрого метода фасадного утепления.
Суспензионный пенополистирол (обычный пенополистирол со структурой в виде шариков) оптимален при утеплении каменных и бетонных стен методом скрепленной теплоизоляции, а также в структуре слоеных стен.
Суспензионный полистирол — самый обычный полистирол.
При внешней защите негорючими материалами (штукатурка, кирпич) его возгорание исключено даже при продолжительном воздействии локальных источников пламени. Но в вентилируемых фасадах его применение категорически недопустимо. Даже самые самозатухающие виды пенопласта в вентилируеумых фасадах сгорают с высокой скоростью и потушить их очень проблематично. Восходящий поток в вентзазоре становится настолько мощным, что вызывает эффект автогена.
Экструзионный пенополистирол состоит из закрытых пор, внутрь которых не может попасть вода, благодаря чему его водопоглощение стремится к нулю. Этот материал дороже своего суспензионного собрата, но это вызвано не столько разницей в качестве, сколько разными технологиями производства.
Экструзионный или экструдированный полистирол.
Экструзионный пенополистирол есть смысл использовать там, где утеплителю угрожает влага. Данный материал хорош при утеплении подвалов, фундаментов, инверсионных кровель.
Однако при выборе стоит принимать во внимание температурный диапазон эксплуатации пенополистиролов. Так, экструзионный пенополистирол вряд ли можно посоветовать в качестве утеплителя для бань и саун. Здесь будет более безопасна каменная вата.
Но самым лучшим утеплителем в данном случае является пеностекло. Этот материал не горит, не выделяет вредных веществ при любых температурах и совершенно не боится влаги.
Пеностекло.
Не менее хорош пробковый агломерат, но проигрывает пеностеклу по жаростойкости.
Пробковый агломерат.
Натуральные утеплители. Для застройщиков, ставящих приоритетом использование натуральных материалов, важна экологическая безопасность утеплителя. Они выбирают материалы, произведенные из натурального сырья.
На постсоветском пространстве натуральные утеплители используют редко. Во-первых, они, как правило, дороже; во-вторых, наши люди считают, что нет особой разницы чем утеплять, поскольку теплоизоляция находится снаружи здания, а не внутри. Тем не менее, есть узкая категория застройщиков, которые выбирают именно натуральный утеплитель, поскольку занимаются строительством экологического жилья.
Натуральными утеплителями имеет смысл утеплять дома из натуральных материалов, прежде всего из дерева. Существуют отдельные технологии, в которых натуральный утеплитель является основным слоем ограждающих конструкций. Например, эковата, получаемая из экологически чистого бумажного вторсырья.
Эковата.
Её напыляют в мокром виде машинным способом, как штукатурку. После высыхания она превращается в непрерывную теплоизолирующую оболочку. Эковату применяют при строительстве каркасных домов, заполняя ею пространство между обшивками.
Одним из самых экологичных утеплителей является натуральная пробка.
Натуральная пробка.
Материал этот сам по себе уникальный. Пробка – это кора пробкового дуба, произрастающего на португальских и испанских побережьях средиземноморья и Атлантики. В пробке содержатся бактерицидные вещества, противодействующие её биоразложению. Она гипоаллергенна, не имеет запаха, не выделяет никаких вредных веществ даже при нагревании. Кроме того, пробка плохо горит и склонна к самозатуханию. Вместе с тем по теплопроводности она сопоставима с минеральной ватой, поэтому считается очень эффективным натуральным утеплителем.
Цельная натуральная пробка – материал недешевый. Однако для утепления используют пробковые агломераты (техническая пробка). Агломерат представляет собой спрессованную пробковую крошку, которая является отходом производства декоративных пробковых отделок. Агломераты состоят на 100% из пробки. Крошка связывается собственными клейкими веществами, выделяющимися из неё при нагревании.
Пробковые агломераты могут различаться по цвету от темно-коричневого до почти черного. Чем темнее агломерат, тем сильнее он нагревался в процессе производства. Но цвет агломерата по большому счету на эксплуатационные характеристики материала не влияет. Значение имеет только плотность. Чем она ниже, тем ниже теплопроводность агломерата.
Практически все натуральные утеплители хорошо проводят сквозь себя пар. Данное свойство важно, если ставится цель сохранения высокой паропроницаемости ограждающих конструкций.
Минеральная вата является условно натуральной, поскольку производится на основе песка или базальта (стеклянная и каменная вата соответственно). Однако в ней присутствуют химические добавки, антигигроскопичные, противопожарные, разрыхляющие и т.д. Эти добавки не позволяют отнести минвату к разряду полностью натуральных утеплителей.
Выбор утеплителя при строительстве дома
Выше было уже много сказано о сфере применения существующих утеплителей. Но во избежание ошибочных трактовок в этой главе будут предложены готовые решения. В то же время, благодаря предыдущим информационным блокам, логика этих решений будет понятна.
Каменные и бетонные стены можно утеплить тремя способами: слоеная стена, «мокрый метод» (скрепленная теплоизоляция) и вентилируемый фасад. Рассмотрим каждый из них в отдельности.
Слоеные стены – это внешние ограждающие конструкции, в толще которых расположен слой утеплителя. Они бывают двухслойными и трехслойными. Двухслойная стена состоит из несущего слоя и утеплителя с фасадной отделкой. Стены, утепленные мокрым методом тоже относятся к двухслойным. Трехслойные стены состоят из несущего слоя, утеплителя и фасадного слоя.
Трёхслойная стена.
Утеплителем в таких конструкциях служат вспененные материалы, обладающие низким водопоглощением. Применение в трехслойных стенах минеральной ваты считается ошибкой. Вата, зажатая между двух слоев кладки без вентзазора, станет увлажняться, утрачивая свои теплоизолирующие свойства.
Мокрый метод подразумевает крепление утеплителя с внешней стороны стены с последующим тонкослойным оштукатуриванием. Этот метод применяется как при новом строительстве, так и при термомодернизации старых домов.
Утепление по технологии «мокрый фасад».
В данном случае применяют и пенополистирол, и минеральную вату. Однако авторитетные специалисты считают, что применение волокнистых утеплителей, в частности минваты, в данном случае имеет ряд недостатков. Дело в том, что оштукатуренная минвата с трудом избавляется от пара, деффундирующего изнури помещений. В строительной практике регистрировались случаи, критического намокания ваты под штукатуркой.
Более подробно об этой технологии утепления можно узнать в отдельной статье: способы утепления фасада.
Вентилируеумый фасад. В данном случае на стену накладывается слой из плит минеральной (каменной) ваты, а фасадная отделка в виде клинкерной кладки или панелей возводится с вентиляционным зазором шириной 3-4 см.
Монтаж утеплителя по технологии «вентилируемый фасад».
Данная схема позволяет минеральной вате свободно избавляться от лишней влаги. Вспененные утеплители в вентилируемых фасадах не применяются. Во-первых, в этом нет никакого практического смысла, поскольку пенные утеплители сами по себе являются паробарьерами. Во-вторых, синтетические пены в структурах с вентиляционным зазором легко воспламеняются и сгорают за считанные секунды.
Подробнее о технологиях такого способа утепления можно узнать в отдельной статье: правильное утепление методом «вентилируемый фасад».
Термомодернизация
Если нужно утеплить уже существующий дом, то выбор утеплителя зависит, прежде всего, от способа утепления. Каменные и бетонные стены целесообразнее утеплять методом скрепленной теплоизоляции (мокрый метод) с использованием пенополистирола. При желании получить более изысканную отделку, например, клинкер или фасадные панели, рекомендуется сооружать вентилируемый фасад (утеплитель – вентиляционный зазор – фасадный слой). В вентфасадах используется только минеральная вата.
Теплые штукатурки
В отдельных случаях привести сопротивление теплопередаче стены к нормативным показателям можно при помощи нанесения слоя теплой штукатурки. Данный класс материалов использует в качестве наполнителя гранулы с низкой теплопроводностью. Чаще всего это перлит, вермикулит или пенополистирольные шарики.
Тёплая штукатурка.
Большинство теплых штукатурок являются паропроницаемыми и обладают достаточно низкой теплопроводностью. Однако для получения выраженного эффекта утепления необходимо наносить их толстым слоем. Теплые штукатурки чаще всего используют в качестве дополнительного утепления стен из ячеистых бетонов, а также при термомодернизации.
Теплопроводность минеральной ваты, особенности и преимущества
Строительная отрасль развивается стремительно, появляется все больше новых технологий. Поэтому многие люди сейчас отдают предпочтение строительству загородных домов. Чтобы обеспечить комфортное проживание в доме, необходимо позаботиться о его утеплении минватой. Для этого важно знать коэффициент теплопроводности минеральной ваты.
Структурность материала
Таблица характеристик популярных материалов
Строительный рынок предлагает огромнейшее разнообразие теплоизоляционных материалов, которые отличаются не только своими эксплуатационными характеристиками, но и стоимостью. Если вы решили осуществить утепление коттеджа, а у вас нет базовых знаний и навыков в этом деле, то, чтобы не ошибиться в выборе, лучше всего воспользоваться советами и рекомендациями специалистов. В статье мы подробно рассмотрим специфику проведения работ с использованием минваты, потому что теплопроводность сэндвич-панелей как основного материала чрезвычайно важна для утепления.
Характерные особенности утеплителя
Минеральная вата наделена множеством свойств, самым главным из которых является отличная устойчивость к деформациям любого характера. Кроме того, панели из нее имеют высокую прочность, отличаются надежностью и долговечностью. Как уже было сказано, сейчас на рынке существует достаточно обширный перечень материалов, которые могут пригодиться для утеплительных работ. К самым популярным среди них можно отнести утепление:
- плитами пенопласта;
- асбестом;
- минватой;
- каменной ватой и т.д.
Необходимо отметить, что минеральная вата считается одним из наиболее доступных вариантов. Ее активно используют уже больше двух десятков лет. Даже учитывая факт появления новых технологий и строительных продуктов, ничто так и не смогло вытеснить данный материал с полок магазинов. Но не стоит забывать о том, что она не только доступна и долговечна, но и имеет некоторые особенности применения. В состав ваты входит множество компонентов, соответственно, существует немало ее разновидностей.
Зависимость структуры и теплопроводности
Минвата в разрезе
Каждая из вариаций наделена своими качественными свойствами, а также волокнистостью. Если говорить о последнем критерии, то специалисты в строительной отрасли разделяют вату с вертикальной, гофрированной, а также горизонтальной волокнистостью. Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, в каждом из случаев необходимо брать в расчет специфику сфер применения.
Основные преимущества
• Отличная устойчивость к высоким и низким температурным показателям.
• Устойчивость к влиянию климатических, химических и механических факторов.
• Обеспечение хорошей теплоизоляции.
• Звукоизоляционные свойства.
Процесс утепления
Это далеко не полный перечень достоинств, которые делают данный материал востребованным на строительном рынке. Так как в его составе преимущественно натуральные компоненты, его можно по праву назвать безопасным для человеческого здоровья. Даже во время длительной эксплуатации вы можете быть уверенными в том, что в воздух не будут попадать никакие токсические отходы (в том числе при условии высоких температур). Не забывайте и о том, что, применяя утеплительный материал для внутренней отделки, важно обращать внимание на его способность пропускать пары, а также коэффициент теплопроводности ваты. Она наделена всеми характеристиками для обеспечения проводимости паров на должном уровне. Единственное, о чем важно помнить, так это об особой осторожности при работе с материалом из-за его хрупкости.
Сопротивление строительных материалов
Область применения минеральной ваты
Вата для утепления обладает незначительным коэффициентом проводимости тепла, поэтому она используется в разных строительных и промышленных областях. Важно подчеркнуть, что именно она является практически незаменимым теплоизолятором, если речь идет о работе с горячими ограждающими элементами, потому что имеет низкий уровень возгораемости.
Кроме того, сейчас она активно используется в утеплении фасадов зданий, а также для создания внутренней изоляции в бетонных и железобетонных постройках. Минеральная вата применяется для обустройства систем водоотвода и отопления. В последние несколько лет из-за своей доступности для возведения небольших бань также начал использоваться данный материал.
Сравнительная характеристика утеплителей
Теплопроводность минваты: важные критерии
Теплопроводность – это способность какого-то объекта или предмета пропускать тепловую энергию. Абсолютно все материалы, применяемые сегодня в строительстве (и минераловатный утеплитель не исключение), обладают определенной теплопроводностью, которую можно количественно оценить в виде коэффициента теплопроводности.
Научно доказано, что твердые материалы не способны удерживать тепло на протяжении долгого времени, именно поэтому возникает необходимость в обеспечении дополнительного утепления жилых и промышленных конструкций.
Специалисты в строительной отрасли оперируют термином «теплоизоляционный материал». Такое понятие характеризует изолятор, который наделен низкой теплоотдачей. Сюда можно отнести облицовочную плитку, стекловату, кирпич и тому подобные. Причем на уровень теплопроводности во многом оказывает влияние структурность материалов, а также их плотность и прочие характеристики.
Теплопроводность ваты может варьироваться в пределах 0,038-0,055 Вт/м*К.
Если проводить сравнение с аналогами, данный материал считается наиболее оптимальным для строительных работ. Сегодня производство сэндвич-панелей происходит по определенной схеме:
Схема производства
Легко понять, что теплопроводность достаточно просто рассчитать по объему и толщине материала. К примеру, стекловата имеет коэффициент теплоотдачи 0,044 Вт/м*К, поэтому толщина ее слоя должна быть не меньше 189 мм.
Теплопроводность минераловатных плит — Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы
В подавляющем большинстве случаев для тепловой изоляции используются минераловатные (из каменной ваты или стекловолокна) и пенополистирольные плиты. Производители теплоизоляционной продукции выпускают ее, как правило, по собственным ТУ или ТС, в которых методы определения технических показателей могут быть как по ГОСТ, так и по ГОСТ ЕН, а значения не могут быть хуже приведенных в ГОСТ.
Основные производители и поставщики минераловатных плит, поступающих на строительные площадки города: ЗАО «Минеральная Вата» и ЗАО «Термостек», г. Железнодорожный МО, Компания «Технониколь», «Завод Техно», г. Рязань, ЗАО «ИЗОРОК», г. Тамбов, ОАО «ИЗОВОЛ», г. Белгород, ООО «ИЗОВЕР», г. Егорьевск МО, ОАО «ПАРОК», пос. Изоплит Тверской обл., ООО «УРСА», г. Серпухов МО и г. Чудово Новгородской обл., ООО «ИЗОМИН» и ООО «КНАУФ Инсулейшн», г. Ступино МО.
В рамках выполнения государственной работы № 836001 специалисты ГБУ «ЦЭИИС» осуществляют в лабораторных условиях контроль плотности и коэффициента теплопроводности теплоизоляционных изделий, отобранных непосредственно из строящегося здания или складированных на строительной площадке.
В качестве основного средства измерения коэффициента теплопроводности используется λ-Meter EP500e германского производства в комплекте с ноутбуком DELL.
Внешний вид измерителя теплопроводности. |
Измеритель теплопроводности внесен в Государственный реестр средств измерений РФ и поверен в ФБУ «РОСТЕСТ-МОСКВА». Теплопроводность минераловатных плит определяется при средней температуре 250С.
Используется абсолютный метод определения теплопроводности; центральный нагреватель 250 х 250 мм защищен от внешнего воздействия тремя охранными нагревателями, два из них при температуре центрального нагревателя, внешний — при несколько меньшей температуре для препятствия проникновения в испытываемый образец атмосферной влаги. Размер образцов от 250 × 250 мм до 500 × 500 мм, толщина от 10 до 200 мм, погрешность измерения не более 1%, диапазон измеряемой теплопроводности 3 — 250 мВт/мК при средней температуре от 100С до 500С.
Для минераловатных изделий используется дополнительно приобретенный эталон теплопроводности из стекловолокна, размеры 500 × 500 мм, толщина 34,8 мм, плотность 74 кг/м3. Коэффициент теплопроводности, как функция средней температуры испытаний (100С — 500С), представлен полиномом третьей степени;
λ = 0.029 394 9 + 0.000106× Т + (2.047×107)×Т2.
В указанной формуле λ измеряется в мВт/мК, Т в град.С.
При проведении измерений ноутбук DELL строит график «теплопроводность — время», что позволяет точно определить выход на стационарный режим, получить надежный результат измерений и сократить время измерений. На рис. 3 представлен график «теплопроводность — время».
Наличие двух образцовых мер теплопроводности дает уверенность в получении точных результатов, однако в плане обеспечения единства измерений приведенные в НД значения коэффициента теплопроводности теплоизоляционных изделий должны быть представлены с неменьшей точностью.
Первая попытка провести сличительные испытания увенчалась успехом. Работа выполнена совместно с ЗАО «МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА».
Результаты испытаний представлены в таблице 1. Испытанные образцы — в полной сохранности; представляется целесообразным продолжить подобную работу с другими крупными производителями, поставляющими теплоизоляционные изделия московскому строительству. Коэффициенты теплопроводности, измеренные посредством ЕР500е, с хорошей степенью точности можно представить полиномом четвертой степени:
λ10 = 990.9666/ρ — 9.25148 + 0.5284176×ρ — 0.001837539×ρ2.
Формула справедлива для теплоизоляционных плит из каменной ваты плотностью от 44 до 151 кг/м3.
Результаты сличительных испытаний по показателю теплопроводности плит минераловатных производства ЗАО «МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА».
В процессе эксплуатации прибора наблюдалась тенденция получения более высоких значений коэффициента теплопроводности с ростом толщины испытываемого образца. Так, для плиты из минеральной (каменной) ваты плотностью 30 кг/м3 при δ =75 мм λ = 38.83 мВт/мК, δ = 54 мм λ = 37.96 мВт/м3; плотностью 150 кг/м3: δ = 150 мм λ = 39.75 мВт/мК, δ = 50 мм λ = 38.00 мВт/мК; для плиты пенополистирольной плотностью 30 кг/м3 при δ = 73.5 мм λ = 45.41 мВт/мК, δ = 18.2 мм λ = 41.49 мВт/мК. Лучшая точность измерений при хорошей представительности образца — от 30 до 60 мм толщиной. При испытании двух и трехслойных минераловатных плит или плит с неравномерной по толщине плотностью они должны резаться послойно, а коэффициент теплопроводности плиты должен вычисляться по значениям термических сопротивлений слоев. Например, так, как это выполнено для трехслойной фасадной плиты.
рис. 3. Процесс выхода в стационарно-тепловой режим.
Общая толщина испытанных образцов — 187 мм, суммарная величина термического сопротивления — 4.93 м2 0С/Вт. Коэффициент теплопроводности λ = 0.038 Вт/(м0С), плотность ρ = 132 кг/м3.
Для проведения исследований в основном использовался λ-Meter EP500e — как базовый прибор контроля теплопроводности. Дополнительно использовались следующие средства измерения коэффициента теплопроводности, дающие возможность в сомнительных случаях перепроверить результаты измерений, провести измерения по образцам неподходящих для ЕР500е размеров и формы:
Всего в рамках выполнения государственной работы (за период январь — май) было проведено 100 испытаний минераловатных и пенополистирольных плит.
По мере развития ГБУ «ЦЭИИС» перечень контролируемых технических показателей, влияющих на прочностную и экологическую безопасность, может быть расширен. В первую очередь это касается модуля кислотности и водостойкости каменной ваты, от их величины зависит долговечность минераловатных плит. От сверхнормативного количества незаполимеризованного связующего — онкологическая угроза жильцам и «высолы» на стенах. Паропроницаемость — стена должна «дышать». Предел прочности на отрыв слоев — важный показатель фасадных плит.
По данным канд. техн. наук В.Б. Пономарева из ОАО «Теплопроект» на тепловую защиту зданий (СНиП 23-02-2003) расходуется 60% теплоизоляционных изделий, 20% на тепловые сети (СНиП 41-02-2003), 20% — на изоляцию оборудования и трубопроводов (СНиП 41-03-2003). Данные документы — в Перечне национальных стандартов и сводов правил по безопасности зданий и сооружений.
В интересах Москвы иметь надежные и экономичные тепловые сети!
В.В. Фетисов
Особенности теплопроводности минеральной ваты
Теплопроводность — это способность передавать тепло от нагретого участка тела к холодному при участии хаотически движущихся частиц. Молекулы более нагретой части тела движутся быстрее, и при столкновениях передают энергию молекулам менее нагретой. С точки зрения физики этой способностью обладают исключительно твёрдые тела. Явление это обладает количественными характеристиками и если сравнивать его с электричеством, можно утверждать, что оно является аналогом проводимости. Теплопроводность λ в системе СИ выражается как ВТ/м*К, то есть ватт на метр на Кельвин.
В гражданском и промышленном строительстве расчёт проводимости тепла используется постоянно. Стройматериалы имеют твёрдое агрегатное состояние и все без исключения обладают данной характеристикой, которая напрямую зависит от плотности материала. Всё дело в свойствах воздуха, чья теплопроводность λ=0.0257 ВТ/м*К . Чем больше в материале воздушных слоёв и пузырьков, тем менее охотно он делится теплом. Так, например, при одинаковой толщине квадратный метр стены из бетона остынет раньше кирпичной, а та в свою очередь раньше деревянной.
Теплопроводность некоторых материалов
Все строительные материалы, используемые для возведения стен и фундаментов в гражданском строительстве можно условно разделить на две группы: несущие и термоизоляционные. Причем несущие отличаются высокой прочностью, но имеют высокие показатели теплопроводности:
- Бетон λ=1.5 ВТ/м*К
- Кирпич λ=0.6 ВТ/м*К
- Облицовочный кирпич λ=0.4 ВТ/м*К
- Ячеистый бетон λ=0.2 ВТ/м*К
- Стекловата λ=0.05 ВТ/м*К
- Пробковые покрытия λ=0.036 ВТ/м*К
- Минеральная вата λ=0.035 ВТ/м*К
Сегодня минеральная вата является самым популярным утеплителем в Российской Федерации благодаря привлекательной стоимости, доступности и своим теплоизоляционным свойствам. На рынке представлена широкая номенклатура минераловатных товарных позиций, материал используется в утеплении стен, полов, потолков, чердаков, скатных и плоских кровель.
Рабочие параметры минеральной ваты
Кроме теплопроводности, все минвата имеет ряд других параметров, которые учитывают при проектировании теплоизоляции:
- Водопоглощение по массе
- Водопоглощение по объёму
- Паропроницаемость
- Содержание органических веществ
- Плотность
- Прочность на сжатие (для плит)
- Прочность на растяжение (для плит)
- Горючесть
Коварный враг любого строителя — влага. Именно вода, проникая в материал и заполняя собой пустоты, вытесняет воздух, чем существенно снижает теплоизоляционные свойства.
Минеральная вата и вода
Коэффициент теплопроводности воды λ=0.6 ВТ/м*К, то есть в 20 раз больше теплопроводности воздуха.
Сама по себе минеральная вата обладает высокой гигроскопичностью и при полном промокании теплоизоляционный слой может полностью утратить функциональные качества.
Борьба с влагой начинается на этапе производства.
Это различные гидрофобизирующие добавки на органической основе, состав которых и % содержания варьируется в зависимости от назначения и места использования материала. Именно эти вещества определяют количественные характеристики первых трёх параметров. Однако необходимо отметить, что с увеличением доли их присутствия повышается класс горючести, поскольку горят именно органические вещества.
Вода может попадать в плиты минераловатного утеплителя из атмосферы при контакте с влажным воздухом, а так же при контакте с промёрзшей поверхностью стены, на которой образуется конденсат вследствие перепада температур. Поэтому при монтаже теплоизоляции необходимо скрупулёзно соблюдать технологические требования и предупредить любые контакты материала с влагой.
Выбор утеплителя по заданным параметрам
На сегодняшний день рынок Российской Федерации плотно насыщен производителями минеральной ваты, что иногда затрудняет для покупателя выбор продукта. У каждого производителя в портфеле может присутствовать несколько брендов, а внутри них широкий ассортимент товаров с полным спектром сфер применения.
В каждой такой линейке теплопроводность минеральной ваты представлена в полном диапазоне от λ=0.032 ВТ/м*К до λ=0.044 ВТ/м*К, независимо от формы выпуска — плит или рулонов. Другие, приведённые выше параметры, так же имеют разнообразные значения. Выбор конкретного утеплителя должен определяться такими факторами, как географическое положение объекта и климат.
Например, если среднее значение относительной влажности воздуха в регионе невелико — можно применить минвату с низким содержанием гидрофобизирующих добавок. В этом случае хозяин дома выиграет в цене, экологичности и классе горючести не ставя под удар теплопроводность минеральной ваты. Качественную пароизоляцию, разумеется, никто не отменяет.
Строительная каменная минвата для теплоизоляции.
Комфортное для проживания помещение должно соответствовать ряду технических параметров. Основными из них являются температура и влажность. Показатели должны соответствовать установленным в ГОСТах и СНИПах нормативам. Поддерживать их нормативный уровень особенно необходимо в холодное время года. Для отопительного процесса задействуются котельные агрегаты различного вида, работающие на газе, твердом и иных видах топлива.
Отопление требует довольно больших энергетических и, как следствие, значительных финансовых затрат. Их минимизировать можно устранением энергетических потерь — тепловую изоляцию минватой эксперты строительного дела считают наиболее эффективным решением данной проблемы. Этот утеплительный материал успешно применяется и отлично зарекомендовал себя еще с советских времен. Строители и пользователи построенных ими строений всегда ценили его надежность и максимальную экологическую безопасность, а также иные качественные характеристики.
Вата минеральная — это …
В Государственном стандарте 31913-2011 дано четкое определение этого качественного утепляющего материала. В соответствии с указанным ГОСТом минераловатный утеплитель представляет собой волокнистый продукт с качественными теплоизолирующими свойствами. Он изготавливается на основе шлакового компонента и расплава твердых горных пород, получаемых при плавке металла в технологическом процессе металлургического производства.
Весьма востребованный в строительной отрасли материал присутствует на отечественном рынке стройматериалов в 4-х схожих по составу разновидностях, отличающихся геометрическими параметрами волокон. Покупатель может встретить в профильных магазинах по достаточно доступным ценам:
– каменную вату;
– шлаковату;
– стекловолокно;
– базальтовую вату.
Стекловата.
Самый популярный минерально ватный прочный и упругий материал. В толщину волокно ваты бывает 5-15 микрометров, в длину – не более 5 сантиметров.
ВАЖНО! При работе с утеплителем необходимо использовать защитную спецодежду, очки, респиратор, перчатки, чтобы не поранить человека.
Технические характеристики стекловаты:
Коэффициент теплопроводности 0,030 – 0,052
Максимальные температуры 500 Грд. Цельсия
Минимальные температуры – 60 Грд. Цельсия
Гигроскопичность низкая
Шлаковата.
Волокно в толщину 4-12 микрометров, а в длину – 1,6 сантиметров. Материал обладает кислотностью и будут окислять окружающие стройматериалы. Колючий утеплитель с высоким свойством впитывания влаги, потому огрничен круг его применения.
Технические характеристики шлаковаты:
Коэффициент теплопроводности 0,460 – 0,480
Максимальные температуры 300 Грд. Цельсия
Минимальные температуры – 50 Грд. Цельсия
Гигроскопичность высокая
Каменная вата.
В состав минераловатного утеплителя входит габбро или диабаза, толщина волокон не более 5-12 микрометров, а в длину – 1,6 сантиметров. Этот материал не колюч, что положительно сказывается во время установки, не впитывает воду и применяется для обшивки инженерных систем.
Технические характеристики каменной ваты:
Коэффициент теплопроводности 0,048 – 0,077
Максимальные температуры 600 Грд. Цельсия
Минимальные температуры – 45 Грд. Цельсия
Гигроскопичность низкая
Базальтовая вата.
Этот теплоизоляционный материал производят также из габбро и диабаза. Нет в составе доменных шлаков и других добавок – известняк, доломит и другие. Минвату обычно транспортируют в рулонах. Она не горит и со временем не теряет своих свойств.
Технические характеристики базальтовой ваты:
Коэффициент теплопроводности 0,035 – 0,042
Максимальные температуры 1000 Грд. Цельсия
Минимальные температуры – 190 Грд. Цельсия
Гигроскопичность очень низкая
Обычно производится теплоизоляция в виде матов или минераловатных плит. Применяется для отделки стен, кровли и фундаментов. Утепляет любые виды поверхностей и различной конфигурации.
Различающаяся толщиной и (или) длиной волоконных компонентов минвата имеет некоторые различия в свойствах, которые нужно учитывать при ее приобретении. Покупатель должен учесть все факторы и определиться, подходит ли минеральная утеплительная вата с теми или иными показателями теплопроводности и иных параметров для конкретной области применения. Требуется подбирать материал с учетом стойкости на воздействие влаги. Покупаемый продукт должен выдерживать определенный уровень механических нагрузок. Есть и иные критерии выбора, о которых квалифицированный менеджер магазина обязан в ходе затребованной покупателем консультации проконсультировать своих клиентов.
Более подробно о составе минваты.
Состав и плотность утеплительного материала находится в зависимости от того как производится минвата. В производственной технологии задействуются как габбро-базальтовые, так и имеющие карбонатный состав исходные компоненты, которые получаются в процессе плавки горных пород в металлургическом процессе. Их в составе утеплителя присутствует до 90 процентов, еще в минеральную вату входит до десяти процентов имеющих различное технологическое назначение разнообразных добавок.
Важнейшим существенно влияющим на качество стройматериала компонентом является связующее минеральной ваты. Оно обеспечивает объединение отдельных волокон в единую достаточно плотную структуру. В качестве вяжущих веществ в соответствии с технологией производства предусмотрено добавлять фенольные смолы и бентонитовую глину. Наружный слой утеплителя из ваты формируется из крафт-бумаги. Она может быть как с полиэтиленовым, так и алюминиевым защитно-отражающем тепло слоем. О типе минеральной ваты и ее подробном составе можно узнать из информации, которая указывается на упаковке.
Характеристики наиболее бюджетного стекловатного утеплительного материала.
Среди четырех основных типов минеральной ваты наиболее востребованной разновидностью является стекловата. Максимально бюджетный вариант выбора для применения в строительном деле позволяет существенно экономить при выполнении работ по утеплению стен, крыш и иных частей строений. В этой минеральной вате длина волокон не превышает 50 мм, толщина находится на уровне 5-15 микрон. Такие технические параметры большинство строительных проектов устраивают — обеспечивается достаточная прочность, упругость и плотность минеральной ваты.
При работе с данным видом строительной ваты необходимо соблюдать требования техники безопасности, которые предусматривают применение спецкостюма, респиратора, перчаток и защищающих глаза от попадания посторонних частиц очков. Пренебрежение ТБ может нанести вред работнику: мизерные по размеру частички силикатных волокон могут попасть в органы дыхания или нанести повреждение кожному покрову. Возможно нарушение зрения из-за воспалительного процесса. Связующие содержат вредные фенол-формальдегидные компоненты, имеющие канцерогенные свойства. Проникновение паров смол в легкие совершенно не желательно. Оно может привести к раку и иным трудноизлечимым заболеваниям. Если соблюдать ТБ должным образом, ничего плохого при работе по утеплению здания и внутренних помещений с выполняющим свои функциональные обязанности рабочим произойти не может.
Каковы основные плюсы использования технической минеральной ваты?
Отличные характеристики минеральной ваты и иные преимущества повлияли на особую предпочтительность при выборе этого материала проектировщиками строительных объектов.
Привлекательными являются следующие свойства:
- Огнестойкость самого высокого уровня. В производстве каменной ваты задействуются негорючие расплавы. Силикатные компоненты в составе гарантируют выдерживание минеральной каменной ватой воздействия высоких температур без ее деформирования и сгорания. Материал рекомендуется применять в обшивке складов и иных помещений, предназначенных для хранения огнеопасных веществ.
- Стойкость к химическому воздействию. Утеплителем обшивают стены цехов и лабораторий, в том числе профильной химической отрасли.
- Устойчивость к плесени и грибкам. Материал не подвержен поражению насекомыми и грызунами.
- Минимальная усадка. Минеральная вата имеет размеры, которые не изменяются в течение всего времени эксплуатации. Первоначальный объем сохраняется через 10, 20 и более лет.
- Малая гигроскопичность на уровне поглощения жидкости в количестве 0,5 процента. Накапливание влаги в рулоне практически не наблюдается.
- Повышенная паропроницаемость. Водяные испарения уходят из помещения, не оседая на вате в виде конденсата.
- Звукоизолирующие свойства на высоком уровне. Для обеспечения качественной звукоизоляции минеральной ватой можно выполнять обшивку отдельных комнат и требующих особых условий шумоизоляции помещений.
- Идеальная экологичность. Материал не является аллергенным. Люди, которые имеют проблемы с аллергией, могут не опасаться.
- Простой монтаж. Все виды минеральной ваты изготавливаются в формате, который существенно облегчает выполнение монтажных операций. Монтаж плитами и рулонами доступен не только для профессиональных строителей, он не вызывает затруднений даже у дилетантов строительного дела новичков-любителей.
- Длительный на уровне 70 лет эксплуатационный срок.
Сфера применения.
Основные направления востребованности стройматериала: применение минеральной ваты для утепления и шумоизоляции. Для решения задачи обеспечения качественного изолирования от посторонних звуков лучше всего выбирать материал с базальтовой основой. Утепляют стены чаще всего обшивкой изнутри, но на отечественном рынке существует весьма качественная минеральная вата для фасада, специально предназначенная для наружных работ. В ЖКХ и строительной отрасли задействуется процесс теплоизоляции минеральной ватой труб и различных технических конструкций. Газовики утепляют трубные магистрали, по которым поступает газ в дома и на предприятия.
Что удобнее для монтажа и транспортировки минеральная вата в рулонах или плиты?
Для утепления труб проще использовать рулонный утеплитель. Предпочтение плитам отдается при выполнении обшивки стен. В этом случае удобством является простота вырезания необходимых для монтажа кусков. Преимуществом плитного материала является его использование при теплоизоляции неровных стен. Плитами в покрытии несущих конструкций скрываются все имеющиеся недостатки. Форматы рулонов и плит не одинаково удобны при выполнении транспортировки. Плиты компактнее и их больше входит в кузов транспортного средства.
Особенности безопасного процесса изоляции минеральной ватой.
Для того чтобы утеплить из минеральной ваты какой-либо объект, нужно в первую очередь обеспечить защиту органов дыхания и кожного покрова работников. В правилах ТБ прописано все, что требуется выполнить при производстве такого вида работ. Защитный костюм, респиратор и прочие защищающие от вредных воздействий атрибуты должны быть у каждого присутствующего на объекте в период выполнения монтажных операций.
Важной рабочей процедурой перед установкой плит по месту монтажа является их покрытие не пропускающей пар пленкой из поливинилхлорида. Следует помнить, что повышение температуры в зоне производства работ с утеплителем выше комнатной температуры будет способствовать усиленному выделению паров входящей в его состав экологически вредной формальдегидной смолы. Если предстоит утеплять здание при высокой температуре, рекомендуется выбирать базальтовую минеральную вату. От нее в любых условиях нет фенольных выделений. Во всех случаях на безопасность рабочего процесса значительное влияние оказывает соблюдение изготовителем технологии производства ваты минеральной. По этой причине ориентируйтесь только на надежных проверенных производителей.
В рабочем процессе следует ориентироваться на наработанные многолетней практикой рекомендации опытных строителей. Даже простой совет применения при разметке обычного карандаша существенно поможет — процесс резки в размер существенно упростится. При нарезании минерального материала на монтажные фрагменты удобно пользоваться обычной ножовкой, рез осуществляется по проведенным карандашом линиям разметки. К нюансам процесса также относится то, что рулонную продукцию нужно разрезать на куски до ее заворачивания.
Со стенами все довольно просто, конечно же, работы на фасадной наружной части несколько сложнее, чем внутри здания. Кроме стен довольно часто приходится утеплять минеральным утеплителем подверженные замерзанию в зимний период плоские кровли. В этом процессе есть масса нюансов. Желательно задействовать двухслойное укладывание. Особенность устройства деревянных конструкций малоэтажного строения иногда требует поиска и использования специальной ваты с гранулированными компонентами. Есть еще специальный ламельный продукт, который используется при выполнении так называемых «мокрых» утеплений. При осуществлении утеплительных действий в отношении кровельного покрытия с водяным стоком желательно приобрести имеющие переменное сечение плиты минерального утеплителя.
Критерии выбора теплоизоляционной минеральной ваты.
При выборе максимально качественного утеплителя следует прислушаться к мнению специалистов уровня «профи»:
- Ориентируйтесь на европейский продукт. Предпочтительными по своим характеристикам являются марки минеральной ваты брендов Rockwool, ISOVER, URSA и пр. Причиной их повышенного качества является действие в странах ЕС строжайшей системы сертификации, не допускающей попадания на потребительский рынок не прошедшей тестирование продукции.
- Во всех случаях при выборе не принципиальна дата изготовления приобретаемого утеплителя. Даже если минеральная прошивная вата пылилась на складе хранения несколько лет, это не может повлиять на изменение ее качественных характеристик. Срок годности такой продукции свыше полувека.
- Цена ее находится в прямой зависимости от плотности. Объясняется это просто — чем плотнее утеплительный материал, тем сложнее технологический процесс его изготовления, а следовательно и выше влияющие на себестоимость производственные траты.
- В случае неподъемной для вашей стройки дороговизны выбираемого продукта можно задействовать в деле реализуемый на рынке б/у-продукт (бывший ранее в употреблении) — его стоимость будет существенно ниже и практически без потерь эксплуатационных качеств.
- Оценивая характеристики данного вида стройматериала, следует обращать внимание на расположение в его структуре волоконных элементов. Учтите: при вертикальной направленности волокон многократно лучше, чем при горизонтальной, осуществляется звуковая и тепловая защищенность объекта, а хаотичное расположение в значительной мере и всегда с позитивной стороны влияет на выдерживание повышенных нагрузок.
- По различным показателям, включая звукоизоляционные свойства, степень повреждаемости волокон и уровень теплопроводности, у минеральной ваты на базальтовой или каменной основе есть несомненные преимущества перед стекловатным и шлаковатным утеплителем.
- Проверено на практике, в отношении продавцов нужно действовать по принципу: доверяй, но проверяй. Это касается, в частности, действительности удостоверяющей соответствие ГОСТу печати, важно получить доказательства того, что вы не покупаете «кота в мешке».
- Спросите о составе и проверьте правдивость полученной из уст торговца информации. Следует действовать, например, таким образом: если вам нужны 5-сантиметровой толщины плиты из минеральной ваты, скажите об этом, но принесенную коробку обязательно вскройте, несмотря ни на какие возражения. Состав можно прочитать на упаковке.
Нюансы транспортировки.
Для облегчения процесса грузоперевозки и обеспечения максимальной вместимости в транспортное средство из матов образуют рулонные упаковочные места. Несколько плит, общей площадью 0,35 м2, объединяются в пачки, которые могут помещаться в предназначенных для этого коробках. В итоге получаются транспортировочные единицы весом в диапазоне 10-70 кг. Их в кузове авто укладывают в стопы не более двухметровой высоты. Условия транспортировки могут повлиять на объем такого груза, он уменьшается, так как материал под воздействием передаваемой от колес вибрации сжимается.
Во всех случаях желательно задействовать транспортное средство закрытого типа. Хотя для некоторых видов утеплителей это не принципиально, так как они совершенно не намокают и не впитывают влагу. Во избежание повреждений ходить внутри кузова не разрешается.
Теплопроводность каменной ваты
Теплопередача:
- Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
- Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
- Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости США. Справочник по основам DOE, том 2 из 3.Май 2016.
Ядерная и реакторная физика:
- Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Эддисон-Уэсли, Ридинг, Массачусетс (1983).
- Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
- У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
- Glasstone, Сесонске. Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
- Вт.С.С. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
- Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
- Роберт Рид Берн, Введение в эксплуатацию ядерного реактора, 1988.
- Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам DOE, том 1 и 2. Январь 1993 г.
- Пол Рейсс, нейтронная физика. EDP Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.
Advanced Reactor Physics:
- К.О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, пересмотренное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
- К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
- Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
- Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.
Что такое каменная вата — каменная вата
Пример — теплоизоляция из каменной ваты
Основным источником потерь тепла от дома являются стены. Рассчитайте скорость теплового потока через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м 2 ). Стена толщиной 15 см (L 1 ) сделана из кирпича с теплопроводностью k 1 = 1,0 Вт / м · К (плохой теплоизолятор). Предположим, что температура внутри и снаружи составляет 22 ° C и -8 ° C, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах h 1 = 10 Вт / м 2 K и h 2 = 30 Вт / м 2 К соответственно.Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от внешних и внутренних условий (ветер, влажность и т. Д.).
- Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту неизолированную стену.
- Теперь предположим, что теплоизоляция на внешней стороне этой стены. Используйте изоляцию из каменной ваты толщиной 10 см (L 2 ) с теплопроводностью k 2 = 0,022 Вт / м.К и рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту композитную стену.
Решение:
Как уже было написано, многие процессы теплопередачи включают композитные системы и даже включают комбинацию как теплопроводности, так и конвекции. С этими композитными системами часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . Коэффициент U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :
Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.
- голая стена
Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стену и не принимая во внимание излучение, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:
Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:
U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 Вт / м 2 K
Тепловой поток можно рассчитать просто как:
q = 3,53 [Вт / м 2 K] x 30 [K] = 105.9 Вт / м 2
Суммарные потери тепла через эту стену будут:
q Потери = q. A = 105,9 [Вт / м 2 ] x 30 [м 2 ] = 3177 Вт
- композитная стена с теплоизоляцией
Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую композитную стену, отсутствие термоконтактного сопротивления и без учета излучения общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:
Тогда общий коэффициент теплопередачи равен:
U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0,1 / 0,022 + 1/30) = 0,207 Вт / м 2 K
Затем тепловой поток можно рассчитать просто как:
q = 0,207 [Вт / м 2 K] x 30 [ K] = 6,21 Вт / м 2
Суммарные потери тепла через эту стену будут:
q Потери = q. A = 6,21 [Вт / м 2 ] x 30 [м 2 ] = 186 Вт
Как видно, добавление теплоизолятора приводит к значительному снижению тепловых потерь. Его надо добавить, добавление следующего слоя теплоизоляции не дает такой большой экономии.Это лучше всего видно из метода термического сопротивления, который можно использовать для расчета теплопередачи через композитных стен . Скорость устойчивой теплопередачи между двумя поверхностями равна разнице температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.
(PDF) Исследование коэффициента теплопроводности минеральной ваты после частичного погружения в воду и сушки до постоянной массы
WMCAUS 2018
IOP Conf.Серия: Материаловедение и инженерия 471 (2019) 022022 IOP Publishing
doi: 10.1088 / 1757-899X / 471/2/022022
4
2.2. Этап — II — воздействие воды на образцы
Затем каждый испытуемый образец был частично погружен в воду так, чтобы его нижняя поверхность находилась на
(10 ± 2) мм ниже уровня воды. Перед погружением образцы взвешивали с точностью
0,1 г. Период погружения был разным. Образцы выдерживали в воде 1 день, 7 дней, 14 дней
или 28 дней.По истечении заданного времени образцы вынимали из воды и осушали
в течение (10 ± 0,5) мин, помещая их вертикально в сетку под углом 45 °. После этого образцы
,
были снова взвешены. На основании полученных результатов было рассчитано водопоглощение Wp
с использованием выражения (1),
W
p = mn-m0
Ap
, кг
m2 (1)
где mn — масса испытуемого образца после частичного погружения, в килограммах, за период
n раз (на один день n = 1, на 7 дней n = 7, на 14 дней n = 14 и на 28 дней n = 28) , — масса
испытуемого образца до частичного погружения, в килограммах, а Ap — площадь нижней поверхности испытуемого образца
, квадратных метров.
Испытание на водопоглощение проводилось в соответствии с методами, описанными в стандартах [10]
и [11], согласно которым водопоглощение при частичном погружении теплоизоляционных материалов, включая изделия из минеральной ваты
, в краткосрочной перспективе ( 24 часа) и в долгосрочной перспективе (28 дней) соответственно
. Для целей данной работы процедура тестирования была немного изменена. Формула (1)
была принята на основе стандарта [10], при этом обозначение m24, приведенное в этом стандарте, было заменено обозначением
на символ mn.В отличие от упомянутых методов исследуемые образцы имели размер (500 × 500)
мм и взвешивались после 1 суток погружения в воду и через 7, 14 и 28 суток. Образцы, обозначенные
символами от A-1 до A-4, были погружены в воду на 1 день, образцы от A-5 до A-7 на 7
дней, образцы B-8, B-9 и C-10, C-11 в течение 14 дней, образцы от D-12 до D-14 в течение 28 дней.
Помимо водопоглощения, определялась влажность образцов
в момент их извлечения из воды.Процентное содержание воды в материале
определяли по формуле (2) для влажности W, взятой из литературы [1],
W =
мВт-мс
мс
× 100,% (2 )
, где в исследованных случаях масса влажного образца для испытаний mw = mn и масса сухого образца для испытаний
ms = m0.
2.3. Этап — III — измерение коэффициента теплопроводности образцов после поглощения воды
Непосредственно после извлечения образцов из воды и их взвешивания повторно измеряли коэффициент теплопроводности
.Исследование проводилось аналогично первому этапу, за исключением того, что образцы
были завернуты в полиэтиленовую пленку для предотвращения испарения поглощенной воды. Чтобы проверить
, оказывает ли пленка существенное влияние на результаты, были проведены дополнительные испытания. Коэффициент теплопроводности образца
был измерен несколько раз в двух случаях: с фольгой и без нее.
Пленка вызвала увеличение коэффициента на 0.8%. Эта разница
была учтена в дальнейших расчетах. Коэффициент теплопроводности для влажных образцов для испытаний, определенный непосредственно после этапа II
, был отмечен знаком λwet.
2.4. Этап IV — измерение коэффициента теплопроводности образцов после сушки
до постоянной массы
После испытания влажные образцы сушили при температуре (23 ± 2) ° С и относительной влажности
(30 ± 5) %. Образцы сушили до постоянной массы, т.е.е., до тех пор, пока разница между двумя последними измерениями
не составила менее 0,05%. Измерение массы образца для испытаний показано на рис. 2
.
EURIMA — Основы теплопередачи
Принципы теплопередачи помогают понять, как работает изоляция. Тепло перетекает от теплых поверхностей к более холодным, пока их температура не станет одинаковой.
Эти потоки могут принимать три формы:
- проводимость
- конвекция
- радиация
Проводимость:
Проводимость — это прямой перенос тепла между соседними молекулами.Более теплая молекула передает часть своей энергии более холодным соседям. Хороший пример: когда кто-то садится на холодный металлический стул, он может чувствовать холод от стула, так как тепло от более теплого тела быстро передается к стулу посредством теплопроводности.
Конвекция:
Конвекция — это передача тепла через жидкости и газы. Примером может служить теплый воздух, поднимающийся с горячей поверхности и заменяемый более холодным и плотным воздухом, который опускается вниз. Тепло уносится с поверхности теплым воздухом.
Излучение:
Радиация — это передача энергии через пространство электромагнитными волнами. Излученное тепло движется по воздуху со скоростью света, не нагревая пространство между ними, так же, как человек ощущает тепло солнца на своем лице, тепло излучается от солнца к земле, не нагревая пространство между ними.
Теплоизоляция из минеральной ваты предотвращает конвекцию, удерживая воздух в матрице ваты. Еще воздух — хороший изолятор. Минеральная вата также задерживает излучение и ограничивает теплопроводность через корпус утеплителя.Эффективность минеральной ваты в снижении теплопередачи зависит от ее структурных свойств, таких как плотность, толщина, состав и тонкость ваты, а также от температуры, при которой она используется.
Теплопередача через изоляцию представляет собой сочетание твердой и газовой проводимости, конвекции и излучения. Это дает нелинейную характеристику зависимости теплопроводности от плотности с минимумом.
Насколько хорошо материал передает тепло через себя, называется теплопроводностью.
Теплопроводность, л (лямбда, измеряемая в ваттах на метр на градус Кельвина, Вт / мК) материала представляет собой количество тепла, которое проходит через метр толщины на квадратный метр за единицу времени с разницей в температуре в один градус между лица.
Значение лямбда сравнивает способность материалов передавать тепло через них в этих фиксированных условиях. Чем ниже значение лямбда, тем лучше будет изолятор материала. (Значения лямбда для типичных материалов: медь 380 Вт / мК, алюминий 210 Вт / мК; сталь 46 Вт / мК; древесина 0.21 Вт / мК; Минеральная вата 0,045 Вт / мК; Воздух 0,026 Вт / мК).
В строительных целях материал считается изоляционным, если его теплопроводность менее 0,065 Вт / мК. Типичная минеральная вата имеет 0,035-0,040 л.
Изоляционная способность изделий из минеральной ваты основана на низкой теплопроводности воздуха в карманах шерстяного материала.
Термическое сопротивление или значение R — это мера способности материала заданной толщины предотвращать прохождение тепла.Тепловое сопротивление R материала толщиной d (метры) и теплопроводностью l равно R = d / l (единицы измерения — квадратные метры градусов Кельвина на ватт (м2 · K / Вт).
Тепловое сопротивление R является обратной величиной коэффициента теплопередачи, в то время как теплопроводность является неотъемлемым свойством материала.
шерсть верро | Свойства и преимущества
Целлюлоза использовалась в качестве изоляционного материала более 100
годы.Впервые он был использован в Северной Америке, но в последние десятилетия также
стали широко популярными в Европе. В Финляндии это самый популярный самосвал.
шерсть. Здесь вы можете найти описание целлюлозного утеплителя Werro Wool и
причины того, что это отличный изоляционный материал.
Отличная термостойкость
Целлюлозный утеплитель Werro Wool
имеет лучшие изоляционные свойства, чем у конкурирующих материалов. Изоляция
свойства измеряются коэффициентом теплопроводности (лямбда
— λ).Коэффициент теплопроводности показывает, сколько тепла проходит через
кубический метр материала за одну секунду при разнице температур на
с обеих сторон блока материала — 1 ° C. Чем меньше эта цифра, тем
лучше изоляционные свойства данного материала. Целлюлоза Werro Wool
Коэффициент теплопроводности (λ) составляет 0,0409 Вт / мК. Это измерение было произведено
независимой лабораторией в Дании, и ее протоколы испытаний можно найти
здесь. Этот показатель превосходит конкурирующие изоляционные материалы (0.042 Вт / мК для выдувного стекловолокна и 0,045 Вт / мК для
выдувная каменная вата соответственно).
Пока
лямбда измеряет теплопроводность определенного материала,
Значение U, или теплопроводность внешнего барьера, касается всего
состав. Значение U представляет собой теплопотери через единицу
площадь поверхности конструкции. Значение термического сопротивления R данного материала равно
используется при его расчете. Принимая во внимание значение U, проектировщик здания
можете решить, какие материалы и в каком количестве использовать.
Отличные изоляционные свойства шерсти
Werro Wool являются результатом ее изготовления
макулатуры, которая, в свою очередь, состоит из целлюлозных волокон. Эти волокна имеют
точно нужной пористости и содержат много статического воздуха.
Индикатор обдува или коэффициент ветроустойчивости Werro Wool
также делает его лучше, чем его конкуренты из выдувной рыхлой шерсти. Это сокращает
конвекция в конструкции и, таким образом, способствует лучшему термическому сопротивлению:
- Для
чердак, перекрытие или перекрытие с плотностью материала 30 кг / м3,
соответствующий показатель 5 кПа с / м2 - Для
стена сухого монтажа с плотностью материала 60 кг / м3,
соответствующий показатель 37 кПа с / м2 - Для
наклонный потолок с плотностью материала 45 кг / м3,
соответствующий показатель 10 кПа с / м2
Естественная вентиляция и контроль влажности
Werro
Шерсть отлично впитывает влагу и выделяет ее с течением времени.Минеральные изоляционные материалы лишены таких возможностей. Его способность вентилировать
сам по себе означает, что Werro Wool не нуждается в пароизоляции. Отсутствие пара
барьеры означают, что здание лучше вентилируется, имеет улучшенную тепловую
окружающей среде и отсутствует риск конденсации воды. Вентиляция и
тепловая среда особенно важна в районах, где радон (токсичный газ
исходящий из земной коры, вреден для человеческого организма) уровни выше
чем обычно.
Верро
Шерсть также контролирует влажность конструкции, что снижает
количество мостиков холода и продлевает срок службы конструкции.
Не вызывает аллергии
Потому что Werro Wool изготовлен из натурального материала (древесные волокна из
переработанные газеты), он подходит для зданий, где люди с различными
часто присутствует аллергия. Werro Wool особенно подходит для утепления
общественные здания, такие как детские сады, школы, дома престарелых и т. д.
иногда думали, что соединения бора, присутствующие в целлюлозной вате, являются
опасны для человека. На самом деле этот страх не имеет научного обоснования. Бор
соединения широко используются в косметике и различных продуктах, которые нас окружают.
в нашей повседневной жизни (в том числе изделия из стеклопластика, армированного пластика
и ЖК-телевизоры).Для уверенности клиентов мы рады заявить, что
Werro Wool изготавливается по особому рецепту, в котором больше всего бора
соединения были заменены другими солями. Такой рецепт позволяет нам
поддерживать и улучшать все свойства материала (например, огонь и паразиты
сопротивление), но также приносит дополнительную уверенность людям, обнаружившим бор
соединения, вредные по любой причине.
Экологичность
Вверх
на 85% Werro Wool состоит из макулатуры.Следовательно, это делает
значительный вклад в переработку и экономический цикл. Сама Верро Шерсть
подлежит вторичной переработке — его можно собрать из конструкции дома и повторно использовать в качестве
изоляция.
Werro
Шерсть в Эстонии производится преимущественно из местной макулатуры. Следовательно
экологический след производственного процесса меньше, чем у
несколько конкурирующих продуктов. В производственном процессе мы используем современные
технологии и сотрудничать с различными международными партнерами, чтобы получить
самая актуальная информация для разработки нашего продукта.В производстве мы
неукоснительно соблюдаем стандарты качества, благодаря чему у нас есть ISO
9001 и сертификаты управления окружающей средой ISO 14001, EMAS (общедоступную информацию можно найти здесь).
Упаковка из крафт-бумаги Werro Wool также подлежит вторичной переработке, и мы
собираем его в сотрудничестве с нашими крупными клиентами.
г.
Фабрика Werro Wool находится в Вырумаа, Эстония, и вносит свой вклад в
развитие бизнеса за пределами крупных центров. Для нас важно
вносить свой вклад в наше сообщество помимо нашей производственной деятельности.
Огнестойкий
Werro Wool получил результат D-s2, d0 (по шкале Еврокласса) на основе
об испытаниях на горючесть, проведенных TÜV Eesti OÜ, что означает, что материал
длительное сопротивление небольшому пламени (высота 20 мм) и, в случае
термическое воздействие, это материал с медленным и ограниченным тепловыделением. Этот
результат был получен независимой лабораторией, и вы можете прочитать
соответствующий протокол испытаний на нашем веб-сайте в разделе «Сертификаты и испытания»
раздел.
Для
огнестойкость, соли добавляются на стадии волокнообразования, составляя 15% продукта. Мы проводим испытания на огнестойкость для Werro.
Шерсть на регулярной основе. Для этих целей в нашем
Производственные мощности.
Многие конкурирующие волокна из выдувного стекловолокна относятся к категории негорючих.
A. Однако они плавятся в результате нагрева, что, в свою очередь, ускоряет
распространение огня в сооружениях. Огнестойкость целлюлозной ваты
проверено во многих экспериментах.
Без паразитов
Соединения бора в Werro Wool удерживают грызунов от изоляционных материалов.
слой. Соединения бора также хорошо действуют против плесени и различных грибков. Этот
особенно важно в случае протечки воды в здании. Верро
Шерсть — это самовентилирующийся материал, который со временем сохнет, сохраняя при этом свою
изоляционные свойства. В то же время соединения бора, присутствующие в
материал беречь от плесени и грибка.
Звукоизоляция
Werro Wool обладает отличной звукоизоляционной способностью, что обусловлено шелушением.
структура материала. Результат — заметное снижение шума.
уменьшение как внешних, так и внутренних стен.
Доступный
Werro Wool доступна по цене благодаря следующим факторам:
- The
установка выдувного целлюлозного волокна быстрее, герметичнее и меньше
дороже, чем обычная рулонная или листовая шерсть. - Когда
при установке выдувного целлюлозного волокна отпадает необходимость в пароизоляции (стоимость
материал и время), так как это уже включено в этап проектирования. - изоляционные качества выдувного целлюлозного волокна лучше, чем у выдувного стекловолокна и минеральной ваты, что приводит к более долгосрочной экономии.
- NB!
Если сравнивать расценки из разных материалов и инсталляторов, предложения должны быть
на основе плотностей материалов, требуемых производителем (см. плотности
Werro Wool на нашем сайте в разделе Установка).Почему следует
важна ли плотность, требуемая производителем? Потому что при установке
злокачественный медиатор / установщик может выдувать меньше материала и больше воздуха в большую часть
слой шерсти, таким образом добиваясь, казалось бы, выгодной стоимости. В результате
изоляция, которая вскоре отпадет и имеет плохое термическое сопротивление. Как производители,
мы не можем терпеть такую практику, поскольку мы заботимся об удовлетворении наших
клиенты.
Бетон | |||
Газобетонная плита | 0.160 | 840 | 500 |
Литой бетон (плотный) | 1,400 | 840 | 2100 |
Литой бетон (легкий) | 0,380 | 1000 | 1200 |
Литой бетон | 1.130 | 1000 | 2000 |
Бетонный блок (тяжелый) | 1,630 | 1000 | 2300 |
Бетонный блок (средний) | 0,510 | 1000 | 1400 |
Бетонный блок (легкий) | 0.190 | 1000 | 600 |
Павиур из бетона | 0,960 | 840 | 2000 |
Пеношлак | 0,250 | 960 | 1040 |
Блок из пенобетона | 0,240 | 1000 | 750 |
Огнеупорный изоляционный бетон | 0.250 | 837 | 1050 |
Вермикулит агрегат | 0,170 | 837 | 450 |
Бетонная плитка | 1,100 | 837 | 2100 |
Сушеный заполнитель для тяжелого бетона — CC01 | 1.310 | 837 | 2243 |
Тяжелый бетон, не высохший заполнитель — CC11 | 1,802 | 837 | 2243 |
Тяжелый бетонный невыдержанный заполнитель — HF-C12 | 1,730 | 837 | 2243 |
Легкий бетон — 80 фунтов — CC21 | 0.36 | 837 | 1282 |
Легкий бетон — 30 фунтов — CC31 | 0,130 | 837 | 481 |
Легкий бетон — 40 фунтов — HF-C14 | 0,173 | 837 | 641 |
Легкий бетон — HF-C2 | 0.380 | 837 | 609 |
Тяжелый бетонный блок — пустотелый — CB01 | 0,812 | 837 | 1618 |
Тяжелый бетонный блок — заполненный бетоном — CB02 | 1,310 | 837 | 2234 |
Тяжелый бетонный блок — наполненный перлитом — CB03 | 0.384 | 837 | 1650 |
Тяжелый бетонный блок — бетон с частичным заполнением — CB04 | 1.011 | 837 | 1826 |
Тяжелый бетонный блок — бетон и перлит с наполнителем — CB05 | 0,825 | 837 | 1842 |
Бетонный блок средней плотности — пустотелый — CB21 | 0.519 | 837 | 1218 |
Бетонный блок средней плотности — с бетонным заполнением — CB22 | 0,771 | 837 | 1842 |
Бетонный блок средней плотности — с перлитом — CB23 | 0,262 | 837 | 1250 |
Бетонный блок средней плотности — бетон с частичным заполнением — CB24 | 0.572 | 837 | 1426 |
Бетонный блок средней плотности — бетон и перлит с наполнителем — CB25 | 0,431 | 837 | 1442 |
Легкий бетонный блок — пустотелый — CB41 | 0,384 | 837 | 1041 |
Легкий бетонный блок — заполненный бетоном — CB42 | 0.639 | 837 | 1666 |
Легкий бетонный блок — с перлитом — CB43 | 0,220 | 837 | 1073 |
Легкий бетонный блок — бетон с частичным заполнением — CB44 | 0,486 | 837 | 1250 |
Легкий бетонный блок — бетон и перлит с наполнителем — CB45 | 0.360 | 837 | 1266 |
Гравий, постельные принадлежности и т. Д. | |||
Каменная крошка | 0.960 | 1000 | 1800 |
Гравий | 0,360 | 840 | 1840 |
Грунт на гравийной основе | 0,520 | 184 | 2050 |
Постельное белье из плитки | 1,400 | 650 | 2100 |
Изоляционные материалы | |||
Eps плита | 0.035 | 1400 | 25 |
Кремний | 0,180 | 1004 | 700 |
Одеяло из стекловолокна | 0,040 | 840 | 12 |
Стекловолоконная плита | 0,035 | 1000 | 25 |
Плита из минерального волокна | 0.035 | 1000 | 30 |
Пена фенольная | 0,040 | 1400 | 30 |
Полиуретановая плита | 0,025 | 1400 | 30 |
УФ пена | 0,040 | 1400 | 10 |
Плита из древесной шерсти | 0.100 | 1000 | 500 |
Вермикулит изоляционный кирпич | 0,270 | 837 | 700 |
Огнеупорный изоляционный бетон | 0,250 | 837 | 1050 |
Стекловата | 0.040 | 670 | 200 |
Thermalite — высокая прочность | 0,190 | 1050 | 760 |
Thermalite ‘Turbo’ | 0,110 | 1050 | 480 |
Thermalite ‘Shield’ / ‘Smooth Face’ | 0.170 | 1050 | 650 |
Siporex | 0,120 | 1004 | 550 |
P.V.C | 0,160 | 1004 | 1379 |
Полистирол | 0,030 | 1380 | 25 |
Твердая резина | 0.150 | 1000 | 1200 |
Доска Cratherm | 0,050 | 837 | 176 |
Уф-пена Два | 0,030 | 1764 | 30 |
Уф-пена Два | 0,030 | 1764 | 30 |
Облицовка из легкого металла | 0.290 | 1000 | 1250 |
Плотный утеплитель Eps Slab (пенополистирол) | 0,025 | 1400 | 30 |
Ячеистое стекло | 0,050 | 800 | 136 |
Стекловолокно — органическое соединение | 0.036 | 1000 | 100 |
Вспученный перлит — органическая связка | 0,052 | 1300 | 16 |
Вспененная резина — жесткая | 0,032 | 1700 | 72 |
Ячеистый полиуретан | 0.023 | 1600 | 24 |
Клеточный полиизоцианурат | 0,023 | 900 | 32 |
Сотовый фенол — минеральное волокно со связующим на основе смолы | 0,042 | 700 | 240 |
Плита волокна цемента — измельченная древесина со связующим цемента оксисульфида магнезии | 0.082 | 1300 | 350 |
Вермикулит вспученный | 0,068 | 1300 | 120 |
Войлок и мембрана — Войлок — HF-E3 | 0,190 | 1674 | 1121 |
Войлок и мембрана — Отделка — HF-A6 | 0.415 | 1088 | 1249 |
Минеральная вата / волокно — Батт — IN01 | 0,043 | 837 | 10 |
Минеральная вата / волокно — наполнитель — IN11 | 0,046 | 837 | 10 |
Минеральная вата / волокно — наполнитель — IN12 | 0.046 | 837 | 11 |
Целлюлозный наполнитель — IN13 | 0,039 | 1381 | 48 |
Изоляционная плита — HF-B2 | 0,043 | 1381 | 48 |
Изоляционная плита — HF-B5 | 0.043 | 837 | 32 |
Предварительно формованная минеральная плита — IN21 | 0,042 | 711 | 240 |
Пенополистирол — IN31 | 0,035 | 1213 | 29 |
Вспененный полиуретан — IN41 | 0.023 | 1590 | 24 |
Формальдегид мочевины — IN51 | 0,035 | 1255 | 11 |
Изоляционная плита Обшивка — IN61 | 0,055 | 1297 | 288 |
Изоляционная плита для черепицы — IN63 | 0.058 | 1297 | 288 |
Изоляционная плита Обшивка основания гвоздя — IN64 | 0,064 | 1297 | 400 |
Предварительно формованная изоляция крыши — IN71 | 0,052 | 837 | 256 |
Металл | |||
Сталь | 50.000 | 480 | 7800 |
Медь | 200,000 | 418 | 8900 |
Алюминий | 160,000 | 896 | 2800 |
Облицовка из легкого металла | 0,290 | 1000 | 1250 |
Стальной сайдинг — HF-A3 | 44.970 | 418 | 7690 |
Штукатурка | |||
Штукатурка (плотная) | 0.500 | 1000 | 1300 |
Гипс (легкий) | 0,160 | 1000 | 600 |
Гипсокартон | 0,160 | 840 | 950 |
Перлитный гипсокартон | 0.180 | 837 | 800 |
Гипсовая штукатурка | 0,420 | 837 | 1200 |
Перлитовая штукатурка | 0,080 | 837 | 400 |
Штукатурка вермикулит | 0.200 | 837 | 720 |
Гипсовая потолочная плитка | 0,380 | 840 | 1120 |
Цементная штукатурка | 0,720 | 800 | 1860 |
Перлитовая штукатурка | 0,220 | 1300 | 720 |
Перлитовая штукатурка — Песок-заполнитель | 0.810 | 800 | 1680 |
Цементная штукатурка — с песчаным заполнителем — CM03 | 0,721 | 837 | 1858 |
Гипсокартон / гипсовая плита — HF-E1 | 0,160 | 837 | 801 |
Гипсовая штукатурка легкий заполнитель — GP04 | 0.230 | 837 | 721 |
Гипсовая штукатурка — песчаный заполнитель — GP06 | 0,819 | 837 | 1682 |
Стяжки и штукатурки | |||
Внешний рендеринг | 0.500 | 1000 | 1300 |
Стяжка | 0,410 | 840 | 1200 |
Гранолитная штукатурка / стяжка | 0,870 | 837 | 2085 |
Штукатурка — HF-A1 | 0,721 | 837 | 2659 |
Пески, камни и почвы | |||
Каменная крошка | 0.960 | 1000 | 1800 |
Гравий | 0,360 | 840 | 1840 |
Грунт на гравийной основе | 0,520 | 184 | 2050 |
Песчаник | 1,830 | 712 | 2200 |
Гранит (красный) | 2.900 | 900 | 2650 |
Мрамор (белый) | 2,770 | 802 | 2600 |
Культивируемая песчаная почва 12,5% D.W. Влажность | 1,790 | 1190 | 1800 |
Обработанная песчаная почва 25,0% D.W. Влага | 2,220 | 1480 | 2000 |
Культурно-глинистая почва 12,5% D.W. Влажность | 1,180 | 1250 | 1800 |
Культурно-глинистая почва 25,0% D.W. Влажность | 1,590 | 1550 | 2000 |
Культурная торфяная почва 133% D.W. Влага | 0,290 | 3300 | 700 |
Культурная торфяная почва 366% D.W. Влажность | 0,500 | 3650 | 1100 |
Сухой известняковый грунт | 1,490 | 840 | 2180 |
Лондонская глина | 1.410 | 1000 | 1900 |
Почва | 1,729 | 837 | 1842 |
Камень — ST01 | 1,802 | 837 | 2243 |
Камень — HF-A3 | 1,435 | 1674 | 881 |
Терраццо — TZ01 | 1.802 | 837 | 2243 |
Плитка | |||
Глиняная плитка | 0.840 | 800 | 1900 |
Бетонная плитка | 1,100 | 837 | 2100 |
Сланцевая плитка | 2.000 | 753 | 2700 |
Пластиковая плитка | 0,500 | 837 | 1950 |
Резиновая плитка | 0.300 | 2000 | 1600 |
Пробковая плитка | 0,080 | 1800 | 530 |
Асфальт / асбестовая плитка | 0,550 | 837 | 1900 |
P.V.C. / Асбестовая плитка | 0.850 | 837 | 2000 |
Плитка потолочная | 0,056 | 1000 | 380 |
Гипсовая потолочная плитка | 0,380 | 840 | 1120 |
Облицовка из легкого металла | 0.290 | 1000 | 1250 |
Акустическая плитка — Минеральное ДВП | 0,050 | 800 | 290 |
Акустическая плитка — AC01 | 0,057 | 1339 | 288 |
Акустическая плитка — HF-E5 | 0.061 | 2142 | 480 |
Плитка из полой глины — 1 ячейка — CT01 | 0,498 | 837 | 1121 |
Плитка из полой глины — 2 ячейки — CT03 | 0,571 | 837 | 1121 |
Плитка из полой глины — 3 ячейки — CT06 | 0.692 | 837 | 1121 |
Глиняная плитка — HF-C1 | 0,571 | 837 | 1121 |
Асфальтоукладчик — Глиняная плитка — CT11 | 1,802 | 837 | 1922 |
Сланец — SL01 | 1.442 | 1464 | 1602 |
Древесина | |||
Деревянные полы | 0.140 | 1200 | 650 |
Фанера (легкая) | 0,150 | 2500 | 560 |
Фанера (тяжелая) | 0,150 | 1420 | 700 |
Деревянные блоки | 0.140 | 1200 | 650 |
Плита из древесной шерсти | 0,100 | 1000 | 500 |
Оргалит (средний) | 0,080 | 2000 | 600 |
Оргалит (стандартный) | 0.130 | 2000 | 900 |
Сосна (влажность 20%) | 0,140 | 2720 | 419 |
Пробковая доска | 0,040 | 1888 | 160 |
ДСП | 0,150 | 2093 | 800 |
Обшивка | 0.140 | 2000 | 650 |
Дуб (Радиальный) | 0,190 | 2390 | 700 |
Пробковая плитка | 0,080 | 1800 | 530 |
Фанера — PW01 | 0,115 | 1213 | 545 |
Мягкое дерево — WD01 | 0.115 | 1381 | 513 |
Твердая древесина — WD11 | 0,158 | 1255 | 721 |
Дерево — HF-B7 | 0,121 | 837 | 593 |
Фанера — Дугласская пихта | 0,120 | 1200 | 540 |
Гонт Древесина — WS01 | 0.115 | 1255 | 513 |
[PDF] Явления теплопередачи в волокнистых изоляционных материалах
Скачать Явления теплопередачи в волокнистых изоляционных материалах …
Явление теплопередачи в волокнистых изоляционных материалах АНАСТАСИОС КАРАМАНОС, АГИС ПАПАДОПУЛОС1, ДИМИТРИОС АНАСТАСЕЛЛОС Лаборатория теплопередачи и инженерии окружающей среды, факультет машиностроения Университет Аристотеля Салоники, GR-54124 Салоники, ГРЕЦИЯ 1 адрес электронной почты: [адрес электронной почты защищен], URL лаборатории : http: // aix.meng.auth.gr Резюме: — Изоляция была и остается одним из основных инструментов для достижения энергосбережения как в зданиях, так и в промышленном секторе. Хотя для каждого применения используются определенные изоляционные материалы, в соответствии с физическими и эксплуатационными требованиями, в обоих случаях используется группа материалов, а именно неорганические волокнистые материалы. Изучение промышленных изоляционных материалов — довольно сложная задача из-за сложных явлений, которые происходят в структуре материалов из-за экстремальных условий, в которых материал применяется.В этой статье обсуждаются некоторые из этих изменений. В представленном исследовании основное внимание уделяется каменной вате, которая является наиболее широко используемым и в этом смысле наиболее представительным неорганическим волокнистым материалом. Его характеристики основаны на воздухе, заключенном между его волокнами, которые имеют низкий коэффициент теплопроводности. Однако при некоторых условиях эксплуатации, например при повышенном содержании влаги, коэффициент теплопроводности может измениться. Цель данной статьи — описать теоретический подход и полученные данные по оценке изменений теплопроводности каменной ваты в различных условиях эксплуатации.Для этого дается описание химического состава и структуры каменной ваты, а также физические и математические основы, необходимые для определения коэффициента теплопроводности. Полученные таким образом результаты сравниваются с имеющимися экспериментальными и теоретическими справочными материалами, чтобы проверить правильность принятого подхода. Ключевые слова: — волокнистые изоляционные материалы; Теплопроводность; Применение при высоких температурах
1 Описание структуры волокнистых материалов Общей чертой всех изоляционных материалов является их низкий коэффициент теплопроводности λ, обычно ниже 0.1 Вт / мК. Это связано с тем, что некоторое количество газа, обычно воздуха, заключено в массе материала. Сухой и плотный воздух в неподвижном состоянии и в небольших количествах имеет самый низкий коэффициент теплопроводности (приблизительно λ = 0,024 Вт / мК) в широком диапазоне температур. Наиболее широко используемые категории изоляционных материалов — неорганические волокнистые и органические пенистые. В первой группе атмосферный воздух «задерживается» между волокнами, тогда как во второй группе воздух воплощен в форме пузырьков в массе материала.Принимая во внимание материалы, применимые в условиях высоких температур, например, в промышленности или когда применяются строгие правила противопожарной защиты, волокнистые материалы являются наиболее интересными решениями. В таких случаях нельзя использовать органические пенистые материалы из-за их очень плохой устойчивости к высоким температурам и повышенной опасности в случае пожара. Поэтому в данной статье исследуется волокнистый изоляционный материал. Каменная вата является наиболее широко используемым и, следовательно, наиболее представительным волокнистым неорганическим материалом, на долю которого приходится более 35% европейского рынка (там же).Поскольку при применении в различных температурных условиях в структуре материала происходят некоторые сложные явления, необходимо понимать его физическую
, а также химическую структуру и состав. Поэтому полезно описать процесс производства каменной ваты. Основным компонентом каменной ваты является руда, называемая амфиболитом. Первоначально готовят смесь, состоящую в основном из амфиболита и некоторых добавок, таких как известняк (примерно с процентным содержанием 6% по весу) и различными оксидами кальция (примерно с процентным содержанием 9%).Состав этой первичной смеси может варьироваться в зависимости от производителя и конкретного типа производимой каменной ваты. Тем не менее, предсказанную смесь можно рассматривать как наиболее широко используемую и, следовательно, типичную. Первичная смесь поступает в доменную печь, где нагревается до 1450-1520 ° С. При этой температуре руда плавится и принимает форму лавы. Затем он попадает в цилиндрический вращающийся резервуар со скоростью вращения примерно 700 об / мин. Поэтому расплавленная смесь центрифугируется и выходит с поверхности резервуара через микроскопические отверстия.Когда он уходит до температуры окружающей среды, он остывает и становится твердым. Во время этого процесса создаются волокна, которые составляют бесформенное количество каменной ваты. Следующим этапом нужно сделать так, чтобы каменная вата приобрела компактную форму. В бесформенную каменную вату вводят специальные смолы, которые затем сжимают, чтобы получить обычную форму прямоугольных пластин. Затем его направляют в печи, где при температуре 170 — 180 oC смолы соединяются с волокнами каменной ваты и затвердевают. При температуре 250 oC смолы затвердевают, придавая каменной вате вид относительно твердой пластины.
важно, чтобы происходило испарение воплощенной воды, так как это происходит при впрыске смол. Наконец, плиты из каменной ваты доступны для использования в чистом виде или в сочетании с другими материалами, образующими покрытие, такими как алюминиевые листы, ДСП и т. Д.
—
свойства. В обоих случаях некоторые волокна связаны друг с другом, а некоторые свободны. Смолы, используемые для сцепления волокон Атмосферный воздух между волокнами Дополнительные вещества, используемые для повышения устойчивости продукта к биологическому воздействию.
Рис. 1: Линия по производству каменной ваты Типичный процесс производства каменной ваты изображен на рис. 1. Конечные характеристики каменной ваты можно кратко описать следующим образом: — Волокна с круглым поперечным сечением и очень маленьким диаметром (обычно d 10
2,3
2,5
Передача тепла посредством твердой проводимости (волокна)
Наиболее точное уравнение для расчета коэффициента теплопроводности через волокна:
k S = f 2 ⋅ λ ** Σ
(5)
где, λS **: коэффициент теплопроводности материала волокна; f: отношение плотности изоляционного материала к плотности материала волокна 2.4
Эквивалентный коэффициент теплопроводности (теплопроводность волокон и воздуха) Первый шаг — объединить коэффициент теплопроводности воздуха с коэффициентом теплопроводности волокон. Существует множество методов, которые можно использовать для объединения коэффициентов теплопроводности газа и твердой среды. В этой статье для расчета общего коэффициента теплопроводности посредством проводимости используется следующее уравнение:
k cond = ks +
kg — ks f 1+ 1+ f
k — ks ⋅ 1 + z ⋅ g kg + ks
параграф 1, волокна принимают произвольную ориентацию.Следовательно, используется значение z = 2/3.
(6)
где, кг, ks: коэффициенты теплопроводности через газовую и твердую проводимость соответственно, рассчитанные с использованием уравнений 2 и 3, z: коэффициент, принимающий значения: 1, когда волокна ориентированы вертикально по отношению к теплу. направление потока 2/3, когда волокна ориентированы случайным образом 5/6, когда 50% волокон ориентированы вертикально по отношению к направлению теплового потока, а другие 50% ориентированы случайным образом Этот метод является предпочтительным, поскольку он учитывает волокна ‘ ориентации, используя коэффициент z.Как правило, ориентация волокон в изоляционном материале зависит от материала волокон, метода производства и желаемого конечного результата. Использование метода производства каменной ваты, описанного в
Общий эквивалентный коэффициент теплопроводности
Наконец, коэффициенты теплопроводности посредством излучения и проводимости объединяются, чтобы рассчитать общий коэффициент теплопроводности изоляционного материала с использованием уравнения: k total = k cond + kr + k conv (7) где, kcond, kr: Коэффициенты проводимости через проводимость и излучение соответственно, как они рассчитаны в уравнениях 4 и 2.kconv: коэффициент теплопроводности для теплопередачи с конвекцией, который практически равен нулю и не учитывается в расчетах.
3 Каменная вата и ее поведение при различных температурах Преимущество неорганических волокнистых материалов в целом, но в большей степени, чем каменная вата, заключается в том, что их можно использовать при очень высоких температурах, до 1000 oC. Кроме того, волокнистые материалы обладают высокой огнестойкостью, поэтому их можно использовать в любых других областях, от конкретных строительных конструкций до судостроения.Тем не менее, их изоляционные свойства действительно меняются при изменении температурных условий, и этим фактом не следует пренебрегать при проектировании и определении размеров изоляционных решений. Определение изменения коэффициента теплопроводности в зависимости от изменения некоторых условий применения обсуждается в следующих параграфах.
3,1
Повышение температуры
При повышении температуры происходят изменения теплопроводности для каждого механизма теплопередачи, описанного ранее.В рамках этого исследования была создана таблица расчетов с использованием модели теплопередачи, описываемой уравнениями (1) — (7). Температура задается в качестве входных данных, и извлекается коэффициент теплопроводности для каждого механизма теплопередачи, а также общий коэффициент. В качестве входных данных использовались температуры 25, 50, 75, 100, 250, 500 и 1000 ° C. Результаты, изображенные на рис. 3, указывают на вариации, возникающие для каждого отдельного режима теплопередачи. На рис. 4 изображена аналогичная диаграмма, полученная в результате другого исследования, чтобы позволить сравнения относительно точности описанной модели.
Коэффициент паропроницаемости
Максимальная рабочая температура [oC]
Предел прочности при 10% сжатии [кПа]
Теплопроводность [Вт / (мК}]
Применение
Плотность [кг / м3]
Характеристика
c) d)
DIN 4102
EN 52615
2,34
750
1
9,18
750
1
50
0,0327
100
0,0315
175 200
f)
Результаты расчетов сведены в Таблицу 2 и представлены на Рис.3 и 4. Таблица 2: Результаты расчетов описанной модели. Теплопроводность (Вт / мК)
0,036
17,1
750
1
0,04
19,74
1000
1
Таблица 1: Основные характеристики и применение каменной ваты различной плотности. Следует отметить, что расщепление волокон не принималось во внимание. Этот эффект начинает проявляться при температурах выше 200 ° C, когда связующие смолы разлагаются. Однако на практике это явление становится важным при температурах выше 500 ° C, потому что только тогда плотность материала начинает резко меняться.Для расчетов были сделаны следующие допущения: а) Теплофизические свойства волокон такие же, как у амфиболита, поскольку последний является сырьем для волокон. Следовательно, коэффициент теплопроводности волокон может быть рассчитан с использованием приближения Cemark и Raybach, 1982, для горных пород: [16]
Temp (oC)
kR
kG
kS
kTOT
25
0,0011
0,0262
0,0224
0,0269
50
0,0014
0,0276
0,0220
0,0284
75
0,0017
0,0290
0,0216
0,0300
100
0,0021
0,0304
0,0213
0,0316
250
0,0058
0,0389
0,0200
0,0426
500
0,0186
0,0530
0,0194
0,0677
1000
0,0832
0,0813
0, 0165
0,1561
0,18
Теплопроводность [Вт / (мК)]
—
EN 8 26
Здания: стены
EN 12667
Здания: полы
—
Промышленные применения
Метод испытаний
e)
и для диаметра волокон среднее значение DF = 15 · 10-6 м.Значение коэффициента экстинкции составляет e = 60 м2 / кг, как оно использовалось в относительном исследовании волокнистого материала [13]. Плотность каменной ваты варьируется в зависимости от ее типа и предполагаемого применения, как это видно в Таблице 1. Для этого исследования рассматривался тяжелый тип, аналогичный тем, которые используются в промышленности. Используемое значение ρ = 250 кг / м3. Коэффициент обмена энергией между воздухом и молекулами волокон α принимает значения от 0 до 1. В этой статье использовалась единица. Значения удельного теплоотдачи γ взяты из [15], а метод линейного взаиморасположения использовался там, где значение не было доступно.
0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 0
k (T) = = 3,6-0,49 · 10-2 T + 0,61 · 10 -5 T2-2,58 · 10-9 T3 (8) где T дано в K. б) В качестве плотности волокон использовалось среднее значение обычных керамических волокон, которое составляет ρF = 2700 кг / м3
250
500 750 o Температура (C)
Радиационная проводимость твердых тел
1000
Газопроводность ИТОГО
Рис. 3: Результаты расчетов описанной модели.
Участие каждого механизма теплопередачи итого
3.2100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 25
50
75
100
250
500
1000
Температура oC
Излучение
Газопровод
Твердый провод
Рис. 4: Участие каждого механизма теплопередачи в целом.
3,3
Рис. 5: Зависимость теплопроводности от температуры для волокнистого изоляционного материала. Экспериментальные (1,2 и 3) и расчетные (4) результаты по соответствующему исследованию [9].Как видно, при низкой температуре теплопроводность имеет довольно низкие значения. Это происходит потому, что в расчетах не учитывалась теплопередача за счет конвекции. Таким образом, реальная теплопроводность должна быть на 5-10% выше расчетной. Тем не менее, расчетные данные очень похожи на экспериментальные, которые представлены на рис. 5. Наконец, участие каждого механизма теплопередачи в общей сумме аналогично данным, представленным на рис. 3. Как и ожидалось, вклад излучения увеличивается с температурой, а проводимость по волокнам уменьшается.Другие явления, влияющие на коэффициент теплопроводности, обсуждаются в следующих параграфах.
Водопоглощение
Каменная вата представляет собой пористый материал с открытыми воздушными пространствами в лабиринте. Это делает его довольно гидрофильным материалом. Когда пар рассеивается в лабиринте материалов, он замещает количество воздуха. Но пар и атмосферный воздух имеют одинаковые коэффициенты теплопроводности (то есть при 20 o C, kair = 0,024 Вт / (м2 · K) и kvapor = 0,020 Вт / (м2 · K)), а также некоторые другие теплофизические свойства.Следовательно, замена воздуха паром вызывает минимальное изменение общего коэффициента теплопроводности. С другой стороны, теплопроводность воды значительно выше, чем у воздуха (при 20oC, kwater = 0,604 Вт / (м2 · K)). Следовательно, диффузия воды в лабиринте материала вызывает значительное увеличение коэффициента теплопроводности каменной ваты. Это подчеркивает опасность диффузии пара в изоляционный материал, так как в случае конденсации это приведет к значительному разрушению изоляции.Сравнительные исследования пришли к выводу, что содержание влаги 1% по объему может увеличить k до 107%. [17] В этом смысле необходимо учитывать использование пароизоляции в зависимости от конкретного применения и вероятности конденсации пара. Эта проблема также связана с разложением волокон.
Разложение волокон
Разложение волокон может происходить в условиях высокой температуры и высокой влажности. При высоких температурах связующие смолы полимеризуются и перестают связывать волокна.В условиях повышенной влажности отмечены два процесса деградации: химическая деградация, при которой связующие смолы отделяются от волокон, и химическая гидратация, когда затрагивается поверхность волокон, и волокно теряет свою устойчивость к нагрузкам. Наконец, предыдущие явления приводят к созданию сегментированных волокон в микромасштабе и к уменьшению плотности материала в макромасштабе, потому что волокна отделяются от основной части материала. Фактически, деградация волокон начинает происходить в точке, где увеличение k становится нелинейным с точки зрения функции k-T или k-RH (%).Этот эффект, который не редкость в случае промышленной изоляции (например, когда изолированные паровые трубы проходят через закрытые и довольно влажные зоны), приводит к значительному увеличению коэффициента теплопроводности материала.
4 Заключение Каменная вата — мощный изоляционный инструмент для проектировщика и строителя. Это один из немногих изоляционных материалов, который можно использовать в очень широком диапазоне температур. Кроме того, он может использоваться во многих различных приложениях благодаря гибкости и адаптируемости формы и формы.Однако он гидрофильный, а водопоглощение резко увеличивает его коэффициент теплопроводности. Это может привести к повреждению изолированного приложения. Решить эту проблему может использование пароизоляции, например защитных мембран. Высокие температуры вызывают увеличение коэффициента теплопроводности. Это не так уж сложно, но это следует учитывать при первичных расчетах каждого отдельного приложения. Кроме того, когда температура превышает определенный уровень, волокна разделяются; изоляционный материал поврежден, поэтому его следует заменить.В случае таких высокотемпературных применений изоляцию следует периодически заменять. Методология, представленная в этой статье, представляет собой простой, но все же надежный инструмент, который позволяет оценивать характеристики материалов в реальных условиях эксплуатации и, следовательно, прогнозировать возможные отказы. Выражение признательности: Министерству образования Греции за финансирование докторских исследований первого автора в рамках программы HERAKLEITOS и Генеральному секретариату исследований и технологий Греции за финансирование проекта EPAN / SAPPEK по изоляционным материалам на основе каменной ваты.
Ссылки: Документы [1] Камран Дарьябейги, AIAA 99-1044 / Анализ и испытания высокотемпературной волокнистой изоляции для многоразовых стартовых аппаратов, 37-е совещание и выставка AIAA по аэрокосмическим наукам, Рино, штат Невада, 11-13 января 1999 г. [2] Камран Дарьябейги, AIAA 2002-3332 / Теплопередача в высокотемпературной волокнистой изоляции, 8-я совместная конференция по теплофизике и теплопередаче AIAA / ASME, Сент-Луис, Миссури, 24–26 июня 2002 г. [3] Уолтер В. Юн, КОМБИНИРОВАННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ / РАДИАЦИОННЫЙ ТЕПЛООБМЕН В ВЫСОКОПОРИСТЫХ ВОЛОКОННЫХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ: ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТ, 6-я совместная конференция ASME-JSME по теплотехнике, 16-20 марта 2003 г. [4] А.Миландри, Ф. Асландж, Дж. Джендель, Дж. Р. Рош, Теплообмен за счет излучения и теплопроводности в волокнистых средах без осевой симметрии, Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения, 74 (2002), стр. 585-603 [5] Х. Дж. Райс, П. Йоранссон, Динамическая модель легких волокнистых материалов, Международный журнал механических наук, 41 (1999), с. 561-579 [6] T. Ohmura, M. Tsuboi и T. Tomimura, Оценка средней теплопроводности анизотропных материалов, International Journal of Thermophsysics, Vol.23, № 3, май 2002 г.
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12] [13]
Евсеева Л.Е., Танаева С.А. , ВЛИЯНИЕ ПРОПИТКИ НА ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ВОЛОКОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, Журнал инженерной физики и теплофизики, Vol. 77, № 2, 2004 г. Цзиньту Фан, Сяоинь Ченг, Синьхуо Вэнь, Вэйвэй Сунь, Улучшенная модель теплопередачи и влагопереноса с фазовым переходом и подвижными конденсатами в волокнистой изоляции и сравнение с экспериментальными результатами, Международный журнал тепломассопереноса, 47 (2004), стр.2343-2352 В. Г. Петров-Денисов, В. С. Жолудов, В. В. Гурьев, МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ СВОЙСТВ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ ИЗОЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ Силикатно-волокнистых материалов, стекла и керамики, Vol. 57, № 9–10, 2000 г. (Перевод «Секло и керамика», № 9, стр. 24–31, сентябрь 2000 г., Дерек Д. Хасс, Б. Дурга Прасад, Дэвид Э. Гласс и Карл Э. Видеманн, Reflective Покрытие волокнистой изоляции для снижения теплопередачи, НАСА CR-201733, стр. 24, август 1997 Маркус Спиннлер, Эдгар Р.Ф. Винтер, Раймонд Висканта, Томас Саттельмайер, Теоретические исследования высокотемпературной многослойной теплоизоляции с использованием радиационного масштабирования, Труды Eurotherm 73 на Вычислительное тепловое излучение в участвующих средах, Монс, Бельгия, 15-17 апреля 2003 г.