Теплоизоляционные свойства материалов в сравнении

Энергосбережение – важная цель, на достижение которой направляется масса сил и средств по всем странах мира. Сначала в Европе, затем и в России были приняты новые нормы теплосопротивления со стороны несущих, а также ограждающих сооружений. Они направлены на снижение трат на их эксплуатацию и на поддержание мер по энергосбережению. Старые нормы более не актуальны. Им на смену пришли СНиП II-3-79*, СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий". Новые нормы предписывают повышение уровня сопротивления теплопередачи для ограждающих сооружений. Эти изменения тянут за собой устаревание прежних подходов к возведению различных зданий и конструкций, их несоответствие современной нормативной документации. Следовательно, они требуют замены самих строительных и проектировочных основ и привлечения передовых технологий.

Расчеты свидетельствуют об экономическим несоответствии однослойных строений и конструкций обновленным нормам теплотехники в строительстве. Приведем пример. Для того чтобы железобетонным стенам или несущей кладке с хорошими показателями несущей способности выдержать теплосопротивление, отвечающее современным нормам, необходимо увеличение толщины стен до 6 и 2,3 м соответственно. Согласитесь, даже звучит абсурдно. Если же мы будем применять материалы, чья теплосопротивляемость выше, то оказывается, что это те материалы, которые не отличаются достаточной несущей способностью. Это керамзито- и газобетоны. А утепляющие минеральная вата и пенополистирол и вовсе не конструкционны. Увы, но на сегодня универсального материала, который требованиям уровня темплосопротивления бы удовлетворял и одновременно обладал бы достаточной несущей способностью, нет.

Здание должно строиться как многослойная конструкция. Тогда оно удовлетворит строительным нормам. Одна часть – несущая, вторая – осуществляет теплозащиту сооружения. Тогда и стены могут оставаться адекватной толщины и показывать теплосопротивление по норме. Фасадные системы типа WDVS наиболее полно отвечают теплотехническим требованиям, к ним предъявляемым.

Таблица-1, отражающая требуемую толщину утеплителя
для удовлетворения существующим на данный момент нормам теплосопротивляемости:

Пояснения к таблице: 1 – географическая точка; 2 – средний температурный показатель за отопительный период; 3 – отопительный период по количеству суток; 4 – градусосутки в отопительном периоде (Dd, °С * сут); 5 – значение, отражающее норму значения сопротивления теплопередаче (Rreq, м2*°С/Вт стен), 6 – необходимая толщина утеплителя.

Расчеты для таблицы (условия выполнения):

Формула, по которой рассчитывается общее сопротивление теплопередаче многослойных ограждений:

R0 = 0,115 + 0,02/7,3 + 0,51/0,76 + dу/l + 0,043 = 0,832 + dу/l

Согласно этим условиям толщина утеплителя рассчитывается по формуле: dу=l*( Rreq-0,832).

(Таблица дает средние значения требуемой толщины для пенополистерола и минеральной ваты.)

Таблица-2. Приблизительный расчет необходимой толщины стен из однородного материала, который удовлетворял бы требованиям СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий".

(Сравнительный анализ производится на основе данных климатической зоны «г. Москва и Московская область».)

Расчеты для таблицы (условия выполнения):

  1. Rreq = 3,14 – нормируемый показатель сопротивления теплопередаче.
  2. d= Rreq*l – расчет толщины однородного материала.

Данные таблицы показывают, что если стоит задача возведения сооружения из однородного материала (допустим, это привычная кладка из кирпича), которые должны соответствовать требованиям современных норм теплосопротивления, то толщиной его стены не должны быть менее 1,53 м.

Ниже приведена таблица расчета с целью определения толщины материалов для того, чтобы были соблюдены все требования к теплосопротивлению стен из однородного материала. Данный расчет принимает во внимание использование материалов согласно их конструктивным особенностям.

(В таблице даны расчетные данные по теплопроводности материалов)

Рассмотрим диаграмму по данным из таблицы:

Когда наступает холодное время года, естественным порывом человека является собственное сопротивление холоду и защита от морозов своего жилья. Чтобы не замерзнуть, нам нужно просто тепло одеться. А вот для утепления жилища требуются специальные знания. Не стоит рассчитывать на собственные силы в этом вопросе. Здесь требуется вмешательство профессионалов, которые смогут ответить на вопрос, какими материалами лучше утеплять стены в доме.

Для чего нужна теплоизоляция, и какими свойствами положено обладать теплоизоляционным материалам?

  1. Отличные теплоизоляционные свойства. Материал ценится тем больше, чем лучше он изолирует от холода зимой и жары – в летний период.
  2. Невысокий вес. Чем легче утеплитель, тем меньше затраты на крепежи, тем проще его перевозить. Это облегчает проведение работ, избавляет от необходимости усиления конструкции и укрепления фундамента.
  3. Хорошая паропроницательная способность. В помещении не задерживается избыточная влага, ведь теплосопротивление сооружения понижается с повышением его влажности. А влага вызывает рост плесени и появление грибка. Избыток пара выходит из помещения сквозь стены. если этого не происходит естественным путем, приходится делать систему вентиляции. Это ведет к удорожанию работ. А во-вторых, и к дополнительной теплопотере от вентилирования.
  4. Выбор отделки. Утеплитель должен быть с возможностью его декоративной отделки. В этом случае не придется обшивать стены дополнительным материалом, который можно отделывать. Экономия на лицо.
  5. Долгий срок эксплуатации. В строительстве без этого условия просто никуда.
  6. Экологическая чистота и безопасность. Материал должен быть полностью безопасен и нетоксичен для человека.
  7. Негорючесть.
  8. Цена. Показатель, актуальный для многих. Бюджет зачастую ограничивает покупателя. Но на утеплителе, откровенно говоря, экономить нельзя.

Расчет толщины материала теплоизоляции произведен согласно сегодняшним московским требованиям и номам. Прочие конструкции, кроме теплоизоляции, в расчет не брались. Только ее толщина.

Все сведения официальны и почерпнуты из Протоколов, составленных в ходе испытаний, взяты из СНиП, а также из тех данных, что предоставляют производители. Взято наружное применение материалов.

Сразу хочется отметить, что если кто-то из продавцов или менеджеров называл Вам какие-то иные данные, завышенные характеристики и прочее, увы, Вас ввели в заблуждение. Законы физики никто не отменял, поэтому нижеприведенные данные закономерны и точны.

Цифровое обозначение в таблице – это такие материалы как:

Цветовая схема соответствует оценке характеристик каждого из упомянутых выше материалов:

*1 – балловая система оценок отражает предоставление максимальных возможностей выбора в области отделки наружных стен, а именно: каркасный монтаж (вентфасад, блок-хауз, сайдинг ли вагонка); обшивание листами (каркаса нет); «колодезная облицовка» с применением кирпичной кладки лицевой; облицовка декоративными плитками или камнем. В данном случае балл снимался, если утеплитель необходимо было подготовить к процедуре дополнительно;

*2 – оценивались материалы согласно 2 категориям: неограниченное разрешение/ограниченное разрешение (отлично или никуда не годится);

Итак, выводы, к которым мы пришли:

Требуется небольшая толщина материала. Цена на утепление более чем приемлемая при этом. С ним возможны любые виды отделки. Дополнительная обработка материала перед отделкой не требуется. Служит по гарантии – более 25 лет. Однако есть и минус – слабая горючесть. Но он единственный.

Не рекомендуется для обшивки деревянных построек, но при этом ограничений по пожаробезопасности никаких в плане использования в строительстве коттеджей до 2 метров высотой на 1 квартиру. Если его планируют применять при возведении многоэтажек, это потребует дополнительных противопожарных мер. Требует защиты от ультрафиолета.

Стоимость утепления – в переделах разумного. Срок службы по гарантии составляет более 25 лет. На деле же опытным путем доказан срок до 50 лет. Отмечается горючесть, плохая паропроницаемость. Придется потратится дополнительно на вентиляцию. Доходит и до необходимости установки автоматической приточно-вытяжной вентиляционной системы. Затраты финансовые и энергозатраты на утепление в связи с этим серьезно возрастают. Может отделываться любыми материалами, но если это малярные адгезионный слои, то материал необходимо дополнительно готовить. Требует защиты от ультрафиолета в обязательном порядке.

Цена на утепление возрастает с ее применением. Однако свойства себя оправдывают: материал не горюч в принципе и демонстрирует отличную паропроницаемость. Хочется отместить, что это не горючая стекловата! Последняя вообще в наружном утеплении не используется. Это волокно базальта, имеющее высокоплотную структуру. Нетяжелый материал. Гарантия с отделкой – 25 лет.

Стоимость огромна. Материал очень тяжелый. Практически не эффективен в плане утепления. Толщина утепления получается нецелесообразная. Однако он не горюч и паропроницаем, а также конструкционен. В конечном итоге, стоимость утеплительных расходов в общем и целом можно несколько снизить в рамках общей стоимости сооружения. Согласуется с любыми видами финишной отделки.

Паропроницаемомть нулевая. Вес хороший, равно как и теплосопротивление. Однако в плане цены критики не выдерживает, особенно в сравнении с другими материалами. Требуется монтажа приточно-вытяжной вентиляции, допрасходов на нагрев воздуха при вентиляции. В адгезии материал не силен, поэтому будут серьезные сложности с выбором отделочных средств. Его можно применять лишь в каркасных системах поэтому.

Цельнокроеная толщина утеплителя должна быть не менее 12,3 см. Несколько слоев по 5,10 см – не годятся.

Как утеплитель крайне дорог. Требует защиты от ультрафиолета. Отделку допускает лишь в двух вариантах: кирпич (и то все не просто) и установка навесного каркаса с плитами для отделки. В многоэтажном строительстве его применять нельзя из-за повышенной горючести. Скрепя сердце – только для коттеджей в один этаж высотой. Дорого и нецелесообразно, одним словом. Еще и профессионалов придется нанимать, так как для нанесения материала нужно специальное оборудования, которое также имеет высокую стоимость.

В его основе натуральный материал – целлюлоза. Цена вполне адекватна. Но он слаб и рыхл, поэтому речь о прямой облицовке какими бы то ни было материалами не идет. Массовое строительство исключено вследствие высокой горючести. Обладает неплохим сроком службы.

Цена – самая подходящая и экономически выгодная. Однако недостатков масса. Каркас или кладка – вся отделка, что можно с ним применять. Требует обязательной защиты от ультрафиолета. Иначе Вы получите процесс разложения на формальдегид и химические удобрения в концентрированной форме с продолжительным выделением вредных веществ в дальнейшем. Горюч, не отличается долговечностью. Сильно впитывает в влагу. С сыростью не в ладах. Если напылять, то требует дорогостоящего оборудования.

Применяется с любой отделкой. Долговечен и не горюч. Однако стоит дорого. Требует приточно-вытяжной вентиляции и расходов на преодоление теплопотерь из-за нее. Поэтому цена становится еще выше.

Из таблицы ниже видна более наглядная картина сравнения материалов.