Оглавление:
- Преимущества материала
- Свойства и параметры утеплителя
- Подбор плотности и толщины материала для дома
На современном рынке строительных материалов представлен широчайший выбор различных утеплителей, применение каждого из них обусловлено определенными требованиями в зависимости от назначения здания, условий эксплуатации и климата в данном регионе. Большинству требований, предъявляемых к утеплителям, соответствует пенопласт, который прочно занимает одну из лидирующих позиций на рынке нашей страны.
Преимущества материала
Пенопласт или пенополистирол представляет собой массив из спаянных между собой газонаполненных гранул полистирола, предварительно вспененных и отформованных беспрессовым методом. Материал изготавливается разной плотности, она зависит от размера и количества гранул в 1 м³. Если гранулы крупные, их количество на единицу объема будет меньше, а плотность материала ниже и наоборот, большое количество маленьких гранул придает ему высокую плотность и уменьшает теплопроводность. Пенопласт имеет ряд преимуществ, который и делает этот утеплитель таким популярным:
Таблица характеристик пенопластов различных марок.
- Превосходные теплоизоляционные показатели одни из самых высоких. Более высокие теплоизоляционные свойства имеет только пенополиуретан, но стоимость его гораздо выше.
- Небольшой вес упрощает процесс доставки и монтажа.
- Пенополистирол практически не впитывает влагу.
- Современный пенопласт экологичен.
- Не поддерживает горение, при воздействии высоких температур материал просто разрушается без воспламенения.
- Изделия из пенополистирола обладают прочностью и жесткостью.
- Материал один из самых доступных по цене.
Из недостатков этого утеплителя можно выделить два существенных: он не может быть использован при высоких противопожарных требованиях к зданию или помещению, поскольку при пожаре разрушится. Второй недостаток заключается в том, что пенополистирол грызут мыши. Они это делают с целью обустроить себе теплое гнездо, а не ради пропитания, что еще раз доказывает экологичность материала, в базальтовой вате мыши гнезд не делают.
Свойства и параметры утеплителя
Схема применения различных марок пенопласта.
Теплопроводность это передача тепловой энергии от одной части материала, которая имеет более высокую температуру, к другой части, с меньшей температурой. То есть, простыми словами, это способность материала проводить тепловую энергию. Выражается этот параметр в единицах Вт/(м*К) и называется коэффициентом теплопередачи.
Расшифровка единицы измерения теплопередачи следующая: это количество тепловой энергии в Вт, которую способен передать материал толщиной 1 м на площади в 1 м² при перепаде температур 1 °(Кельвин) за определенную единицу времени. Коэффициент теплопередачи уменьшается по мере того, как повышается плотность материала, то есть чем выше плотность, тем лучше его теплоизоляционные свойства. Значения характеристик при различной плотности представлены в Таблице 1.
Таблица 1
Плотность,кг / м³ 10 15 20 25 30 35 Коэффициенттеплопередачи,Вт/(м . К) 0.044 0.038 0.035 0.034 0.033 0.032
Величина теплопроводности является ключевой для расчета общего сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций здания (стен, кровли, перекрытий). Последнее обозначается латинской буквой R, единица выражается в м² К / Вт и показывает, сколько тепла в Вт проходит через 1 м² площади стены или кровли заданной толщины за единицу времени при перепаде температур 1°К. Этот параметр зависит от материала стены и ее толщины, это видно из формулы:
R = δ / k
Схема утепления стен пенопластом.
Здесь δ толщина стены в метрах, k коэффициент теплопроводности. Для примера можно показать сколько тепла теряет 1 м² пенополистирола толщиной 1 сантиметр плотностью 10 кг / м³ за единицу времени при перепаде температур 1°К:
R = 0,01 / 0,044 = 0,227 м² К / Вт.
Данный параметр нормируется, он не может быть меньше того, что прописан в нормативной документации для каждого региона. Учитывая разницу климатических условий на просторах нашей страны и длительность отопительного сезона, минимальное нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен для южных регионов составляет 1,8 м² К / Вт, средней полосы 3 м² К / Вт, а северных 4,8 м² К / Вт. Значения R для пенопласта разной плотности и различной толщины отражены в таблице 2.
Таблица 2
СопротивлениетеплопередачеR, м²К / Вт Плотность 10 кг / м³ Плотность 15 кг / м³ Плотность 20 кг / м³ Плотность 25 кг / м³ Плотность 30 кг / м³ Плотность 35 кг / м³ Толщина 2 см 0.45 0.53 0.57 0.59 0.61 0.63 Толщина 5 см 1.14 1.32 1.43 1.47 1.52 1.56 Толщина 10 см 2.27 2.63 2.86 2.94 3.03 3.13
Из таблицы 2 хорошо видно, что пенопласт толщиной 100 мм может полностью заменить другие строительные материалы стен в южных и средних регионах, так как такая конструкция соответствует современным требованиям нормативной документации (СНиП 23-02-2003). Материал толщиной 5 см и 2 см может применяться для дополнительного утепления существующих зданий из кирпича или бетона, так как ограждающие конструкции этих зданий не соответствуют современным требованиям по энергосбережению. При этом утеплитель толщиной 2 см зачастую целесообразно использовать для отделки стен изнутри помещения, это дешевле, чем выполнять наружные работы, и не отнимет много места от пространства комнаты.
Подбор плотности и толщины материала для дома
Значение представленных расчетов следующее: зная температуру воздуха снаружи и желаемую температуру внутри помещения, можно на практике подобрать пенопласт необходимой толщины и плотности, чтобы успешно утеплить свой дом и при этом не переплатить за материалы.
Для этого следует воспользоваться формулой:
Q = (1/R) х S х (tв tн)
В этой формуле:
- Q количество тепла в Вт, которое будет теряться стеной,
- R сопротивление теплопередаче выбранного вида утеплителя,
- S площадь стены в кв.м,
- tв и tн температура внутреннего и наружного воздуха соответственно.
Подобрав толщину и плотность пенопласта, с помощью коэффициента теплопередачи высчитывается значение R, вставляется в приведенную формулу и в результате станет известно, сколько тепла будет терять вся стена здания из пенопласта. Однако требуется учесть и существующий материал стены, кирпич или бетон, ведь он тоже задерживает тепло. Для этого по тем же формулам нужно посчитать количество тепла, уходящего через существующую кирпичную, бетонную или деревянную стену. Значения теплопроводности некоторых материалов для расчета показаны в таблице 3.
Таблица 3
Материал стены Кирпичная кладка Шлако блок Керамзи тобетон Дерево (сосна) Газобетон Коэффициенттеплопередачи,Вт/(м*К) 0.41 0.34 0.14 0.09 0.1
Теплоизоляционные показатели традиционных материалов достаточно низкие, расчет покажет большие потери тепла, вот почему требуется доработка таких стен изделиями из полистирола. Полученные результаты просчета по пенопласту и существующей стене складываются. Дальше такой же расчет нужно произвести по всем стенам, суммировать результаты и сопоставить с мощностью системы отопления.
Если выяснится, что можно без ущерба для экономии уменьшить толщину утепляющего пенополистирола или его плотность, нужно пересчитать потери тепла еще раз с учетом новых параметров.
После чего смело приобретать материал.
