Сопротивление теплопередаче минеральной ваты: Теплопроводность минеральной ваты 👉 характеристика и сравнение с другими утеплителями

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
  • Теплопроводность и специфика
  • Как выбрать минвату и рассчитать толщину утеплителя
  • Минеральная вата как утеплитель
  • Производители минваты
  • KNAUF
  • ROCKWOOL
  • ISOVER
  • URSA
  • Технониколь
  • Коэффициент теплопроводности сендвич-панелей
  • Итог

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.

КатегорияМинватаПенополистирол
Прочность сжатия37-190(+/-10%)28-53 (+/-10%)

 

Водопоглощение за суткиМеньше 0,40,2-0,4
ГорениеНе горитВыпускает токсины
ПТПНГ, Т2Г1, Д3, РП1
Рабочая температура-180 — +650, плавится при 1000 градусов-50 — +75, при 200-250 градусах выпускает токсины
Паропроницаемость0,31-0,0320,007-0,012
Безопасность+
Теплосопротивление0,036-0,0450,03-0,033
Звукоизоляция и ветрозащитность++
Устойчивость к влажности++
Устойчивость к нагрузке+
Сохранение размера+
Эксплуатация50 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.

характеристики и свойства утеплителей самых популярных производителей

Зимой нужно отапливать помещение, но ограниченность ресурсов и забота о природе стимулирует разумно использовать энергию.

Поэтому за последние пару лет особую популярность получили разные теплоизоляционные материалы, которые нужны для сокращения расхода отопительной энергии.

Благодаря правильному выбору утеплителя, можно сделать здание теплым в зимнее время года и едва прохладным в летние месяцы.

Содержание

  • 1 Минеральная вата: характеристики и свойства
    • 1.1 Теплопроводность и особенности минеральной ваты
    • 1.2 Выбор минваты и расчет толщины утеплителя
    • 1.3 Технические характеристики минеральной ваты как утеплителя
  • 2 Популярные производители минеральной ваты

Минеральная вата: характеристики и свойства

На особом счету минеральная вата, которая является одним из лучших теплоизоляционных материалов: она безвредна для здоровья, доступна по цене и высокоэффективна.

Теплопроводность и особенности минеральной ваты

Теплопроводность — свойство предмета пропускать через себя тепло и отдавать его. У любого утеплителя есть своя теплопроводность, которая определяет качество материала, область ее использования.

Теплопроводность минеральной ваты зависит от марки и состава. В среднем показатели равны 0,034-0,05 Вт/м*К. Данные очень низкие, поэтому минеральная вата является прекрасным теплоизоляционным материалом.

Более рыхлая структура минваты имеет более низкий уровень теплопроводности, поэтому тепло лучше задерживается в воздушных «подушках».

У тяжелой минваты теплопроводность равна 0,48-0,55 Вт/м*К, а у легкой (с рыхлой структурой) теплопроводность составляет 0,035-0,047 Вт/м*К. Сравнить коэффициент теплопроводности минеральной ваты с различными видами утеплителей поможет таблица 1.

Таблица 1. Коэффициент теплопроводности популярных утеплителей
Название материалаКоэффициент теплопроводности, Вт/м*К
Пенополиуретан0,025
Вспененный каучук0,03
Легкие пробковые листы0,035
Стекловолокно0,036
Пенопласт0,037
Пенополистирол0,04
Поролон0,04
Легкая минеральная вата0,039-0,047
Стекловата0,05
Хлопковая вата0,055

Чем ниже значение теплопроводности, тем лучше утеплитель. В сравнении с пенополистиролом и пенопластом, минеральная вата дает менее эффективные энергоемкие показатели. Но, если сравнить огнестойкость и вредность этих утеплителей, то минвата явно выигрывает.

Минеральная вата не горит и не содержит потенциально вредных веществ.

Одинаково сохраняют тепло:

  • пенополистирол экструдированный (40 кг/м3) при толщине слоя 95 мм;
  • минеральная вата (125 мг/м3) — 100 мм;
  • ДСП (400 кг/м3) — 185 мм;
  • дерево (500 кг/м3) — 205 мм.

Минеральная вата имеет низкий коэффициент теплопроводности, поэтому используется везде. Ее используют для утепления фасадов зданий, для внутреннего и наружного утепления.

Выбор минваты и расчет толщины утеплителя

Любое здание имеет свою норму теплосопротивления. Цифры зависят от климатической зоны и отличаются, исходя из региона.

У каждого утеплителя есть свой уровень теплопроводимости. Поэтому важно создать комфортные теплоизоляционные условия, которые сократят потребление энергии на отопление и охлаждение помещения.

Если здание уже построено, расчеты нужно проводить, исходя из типа материала, его сечения, провести расчет теплопроводности, узнать цифры по теплоизоляции. Для домов, которые только строятся, больше возможностей для выбора стройматериалов, утеплителей и отделки.

Для расчетов толщины утеплителя нужно знать три цифры:

  • региональные стандарты теплосопротивления зданий;
  • коэффициент теплосопротивления стройматериала сооружения;
  • коэффициент теплопроводности утеплителя.

Расчет проводите по формуле:

K = R/N,

где K — цифра теплосопротивления стены; R — толщина слоя утеплителя; N — коэффициент теплопроводности.

Эта формула поможет рассчитать теплосопротивление стены. И, на основе полученных данных, можно вычислить, какая нужна теплоизоляция по толщине. Полный расчет толщины утеплителя вы найдете в статье «Толщина утеплителя для стен».

Технические характеристики минеральной ваты как утеплителя

Каждый теплоизоляционный материал хорош по-своему. Минеральная вата в том числе.

Даже больше: она во многом лучше другим утеплителей, т.к. экологична, не вредит здоровью, проста в монтаже и долго сохраняет свои эксплуатационные свойства.

Для примера в таблице 2 сравним технические характеристики минеральной ваты и экструдированного пенополистирола.

Таблица 2. Технические характеристики минеральной ваты и экструдированного пенополистирола
Наименование характеристикиМинеральная ватаЭкструдированный пенополистирол
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, МПа37-190 (+/- 10%)28-53 (+/- 10%)
Водопоглощение по объему за 24 часаменее 0,40,2-0,4
Время самостоятельного горения, не более, cне горючий материалразгалаются ядовитые газы
Пожарно-технические характеристики по СНиП 21-01-97НГ, Т2Г1, Д3, РП1
Диапазон рабочих температур, °С-180 до +650°С

При t ≥ 250°С связующее испаряется. Плавится при 1000°С

-50 до +75 °С

При 200-250°С тепла разлагаются токсичные вещества

Коэффициент паропроницаемости, мг/(м.ч. Па)0,31-0,0320,007-0,012
Безопасность+
Тепловое сопротивление0,036-0,0450,03-0,033
Звуконепроницаемость и ветрозащитное действие++
Влагостойкость++
Высокая стойкость к нагрузкам+
Сохранение стабильных размеров+
Долговечность50 лет (фактическая — 10-15 лет)50 лет (фактическая — более 20 лет)
Удобство использования++
Трудновоспламеняемость+

Популярные производители минеральной ваты

Утеплители из минваты выпускают разные фирмы. Самыми популярными являются: KNAUF, ROCKWOOL, ISOVER, URSA, Технониколь. Продукция этих компаний соответствует стандартам безопасности, не вредит здоровью и подходит для длительного использования с целью теплоизоляции.

Минеральная вата Кнауф является одним из лидеров на рынке продажи утеплителя. Фирма производит стройматериалы более 70 лет. В сфере утепления она делает только один вид утеплителя: минеральную вату.

С ней легко работать, технические характеристики и особенности ее эксплуатации просты. А о ее эффективности можно писать поэмы. Knauf производит качественную минвату, которая не содержит вредных смол.

При нарезке плиты Кнауф не выделяет пыль, поэтому не нужны дополнительные средства защиты. Наличие в ней гидрофобизаторов и водоотталкивающих веществ сделали минвату устойчивой к влаге. Выдерживает температурные перепады, не горит.

Уровень ее теплопроводности — 0,035-0,4 Вт/м (очень низкий коэффициент). Подходит для жилых и коммерческих объектов. Выпускается в листах и матами.

Технониколь выпускают минеральную вату, которая является негорючим, звуко-, теплоизоляционным материалом, в его основе — горные базальтовые породы. Выпускает несколько серий минераловатных утеплителей.

Роклайт — продукция применяется для изоляции мансард, стен с сайдингом, трехслойных или каркасных стен, пола, перекрытий, перегородок. Имеет теплопроводность 0,045-0,048 Вт/м.

Техноблок — гидрофобный негорючий минераловатный утеплитель с теплопроводностью 0,041-0,044 Вт/м. Техновент применяется при строительстве жилья, коммерческих зданий для вентиляции фасадных систем. Обладает теплопроводностью 0,037-0,044 Вт/м.

Технофас используют для внешней изоляции стен с защитно-декоративным тонким слоем штукатурки. Теплопроводность составляет 0,036-0,045 Вт/м.

Минвата ROCKWOOL производится для разных целей. Ее используют в качестве утеплителя в домах, квартирах, для теплоизоляции скатной кровли, чердаков, подвалов, пола, наружных стен, каминов, плоской кровли. Разновидностей продукции компании ROCKWOOL очень много: все зависит от условий и цели эксплуатации.

Средняя теплопроводность материала составляет до 0,036-0,044 Вт/м. Выпускается в виде рулонов, плит, также есть продукция с односторонним алюминиевым фольгированным покрытием.

URSA используется для утепления крыш, стен, вентиляций, коммуникаций. Снижает уровень шума, обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Минвата УРСА подходит для жилых и коммерческих зданий.

В ее производстве участвуют песок, доломит, сода и др. компоненты. Фирма продает продукцию серии URSA GEO из стекловолокна. Ее производят из экологичных материалов, где нет вредных веществ.

Теплопроводность — 0,036-0,045 Вт/метр. Выпускают минвату URSA в плитах и рулонах, есть материалы с дополнительным фольгированным покрытием.

Минвату ISOVER можно применять для вентилируемых и штукатурных фасадов, перегородок, саун, скатных крыш, пола, утепления стен изнутри или снаружи, отопительных систем, вентиляций, каркасных конструкций. Выпускается в плитах, рулонах. Теплопроводность ISOVER составляет 0,032-0,041 Вт/м.

Выбирая минвату для утепления, правильно рассчитайте толщину теплоизоляционного материала, исходя из индивидуальных показателей здания и климатических условий региона. В этом случае вы подберете идеальный утеплитель, который сократит расход на отопление и подарит комфортное тепло зимой, нежную прохладу летом.

Каменная вата — Минеральная вата

Каменная вата, , также известная как каменная вата, , основана на природных минералах, присутствующих в больших количествах по всей земле, например, вулканической породе, обычно базальте или доломите. Наряду с сырьем в процесс могут быть добавлены переработанная минеральная вата и шлаковые остатки металлургической промышленности. Он сочетает в себе механическую стойкость с хорошими тепловыми характеристиками, пожаробезопасностью и пригодностью к высоким температурам. Стекловата и каменная вата производятся из минеральных волокон и часто называются «минеральной ватой». Минеральная вата — это общее название волокнистых материалов, образованных путем прядения или вытягивания расплавленных минералов. Каменная вата представляет собой изделие из расплавленной горной породы при температуре около 1600 °С, через которую продувается поток воздуха или пара. Более продвинутые методы производства основаны на вращении расплавленной породы в высокоскоростных вращающихся головках, что несколько напоминает процесс, используемый для производства сахарной ваты.

Применение каменной ваты включает структурную изоляцию, изоляцию труб, фильтрацию, звукоизоляцию и гидропонную среду для выращивания. Каменная вата – универсальный материал, который можно использовать для утепления стен, крыш и полов. Во время укладки каменной ваты она должна быть все время сухой, так как увеличение содержания влаги приводит к значительному увеличению теплопроводности.

 

Классификация изоляционных материалов

Для изоляционных материалов можно определить три общие категории. Эти категории основаны на химическом составе основного материала, из которого производится изоляционный материал.

Далее дается краткое описание этих типов изоляционных материалов.

Неорганические изоляционные материалы

Как видно из рисунка, неорганические материалы можно классифицировать соответственно:

  • Волокнистые материалы
    • Стекловата
    • Минеральная вата
    • 900 33

    • Ячеистые материалы
      • Силикат кальция
      • Ячеистые стекло

    Органические изоляционные материалы

    Все органические изоляционные материалы, рассматриваемые в этом разделе, получены из нефтехимического или возобновляемого сырья (на биологической основе). Почти все нефтехимические изоляционные материалы представляют собой полимеры. Как видно из рисунка, все нефтехимические изоляционные материалы являются ячеистыми, а материал ячеистым, когда структура материала состоит из пор или ячеек. С другой стороны, многие растения содержат волокна для прочности. Поэтому почти все изоляционные материалы на биологической основе являются волокнистыми (кроме вспененной пробки, которая является ячеистой).

    Органические изоляционные материалы можно соответственно классифицировать:

    • Нефтехимические материалы (полученные из нефти/угля)
      • Пенополистирол (EPS)
      • Экструдированный полистирол (XPS)
      • Полиуретан (PUR)
      • 90 027 Фенольная пена

      • Полиизоциануратная пена ( PIR)
    • Возобновляемые материалы (растительного/животного происхождения)
      • Целлюлоза
      • Пробка
      • Древесное волокно
      • Конопляное волокно
      • Льняная шерсть
      • Овечья шерсть
      • Хлопковая изоляция

    Другие изоляционные материалы

    • Ячеистое стекло
    • Аэрогель
    • Вакуумная панель s

    Теплопроводность каменной ваты

    Теплопроводность определяется как количество тепла (в ватт), передаваемой через квадрат материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем больше способность материала сопротивляться теплопередаче и, следовательно, выше эффективность изоляции. Типичные значения теплопроводности для минеральной ваты находятся между 0,020 и 0,040 Вт/м∙K .

    Теплоизоляция в основном основана на очень низкой теплопроводности газов. Газы обладают плохими свойствами теплопроводности по сравнению с жидкостями и твердыми телами и, таким образом, являются хорошим изоляционным материалом, если их можно уловить (например, в пенообразной структуре). Воздух и другие газы обычно являются хорошими изоляторами. Но главная польза в отсутствии конвекции. Поэтому многие изоляционные материалы (например, каменная вата ) функционируют просто за счет наличия большого количества заполненных газом карманов , которые предотвращают крупномасштабную конвекцию .

    Чередование газового кармана и твердого материала приводит к тому, что тепло должно передаваться через множество поверхностей, что приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.

    Пример – Изоляция из каменной ваты

    Основным источником потерь тепла из дома являются стены. Рассчитайте скорость теплового потока через стену 3 м х 10 м на площади (А = 30 м 2 ). Стена имеет толщину 15 см (L 1 ) и выполнена из кирпича с теплопроводностью k 1 = 1,0 Вт/м.К (плохой теплоизолятор). Предположим, что температура внутри и снаружи помещения составляет 22°C и -8°C, а коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах равны h 1 = 10 Вт/м 2 K и h 2 = 30 Вт/м 2 К соответственно. Эти коэффициенты конвекции сильно зависят от внешних и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).

    1. Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту неизолированную стену.
    2. Теперь предположим теплоизоляцию 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 сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию теплопроводности и конвекции. Часто удобно работать с общий коэффициент теплопередачи, известный как U-фактор с этими композитными системами. U-фактор определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :

    Общий коэффициент теплопередачи связан с общим тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

    1. голая стена

    Предполагая одномерный теплообмен через плоскую стенку и пренебрегая излучением, 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 следующим образом:

    q = 3,53 [Вт/м 2 K] x 30 [K] = 105,9 Вт/м стена будет:

    q потери = q . A = 105,9 [Вт/м 2 ] x 30 [м 2 ] = 3177W

    1. композитная стена с теплоизоляцией

    Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую композитную стену, отсутствие теплового контактного сопротивления и пренебрегая излучением, можно рассчитать общий коэффициент теплопередачи 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 90 007

    Тогда тепловой поток можно рассчитать следующим образом:

    q = 0,207 [Вт/м 2 К] x 30 [К] = 6,21 Вт/м 2

    Общие потери тепла через эту стену будут:

    q потеря = q . A = 6,21 [Вт/м 2 ] x 30 [м 2 ] = 186 Вт

    Как видно, добавление теплоизолятора приводит к значительному снижению тепловых потерь. Необходимо добавить, что добавление очередного слоя теплоизолятора не дает столь высокой экономии. Это лучше видно из метода термического сопротивления, который можно использовать для расчета теплопередачи через композитные стены . Скорость устойчивого теплообмена между двумя поверхностями равна разности температур, деленной на общее тепловое сопротивление между этими двумя поверхностями.

     

    Ссылки:

    Теплопередача:

    1. Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
    2. Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
    3. Министерство энергетики США, термодинамика, теплопередача и поток жидкости. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 of 3. May 2016.

    Ядерная и реакторная физика:

    1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
    2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
    3. WM Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
    4. Гласстоун, Сезонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
    5. WSC Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
    6. Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
    7. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
    8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. 19 января.93.
    9. Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

    Advanced Reactor Physics:

    1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статистику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г. ), 1989 г., ISBN: 0-894-48033 -2.
    2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
    3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
    4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

    См. выше:

    Изоляционные материалы

    сообщите об этом объявлении

    Минеральная вата и фасад здания — Страница 2 из 4

    Один из крупнейших в Европе комплексов пассивных домов в Инсбруке, Австрия, включает 354 жилых дома. Изоляция из минеральной ваты использовалась для удовлетворения требований энергоэффективности проекта.
    Фото предоставлено Sto SE KGAA.

    Тепловые характеристики

    Минеральная вата создает барьер, препятствующий естественному переходу тепла от теплых поверхностей к холодным. Эта теплопередача может принимать три формы:

    • проводимость;
    • конвекция; или
    • излучение.

    Изоляция из минеральной ваты предотвращает конвекцию, удерживая воздух в статическом состоянии в матрице ваты. Он также останавливает излучение ( т. е. миграцию тепла посредством электромагнитных волн) и ограничивает передачу тепла через соседние молекулы в изоляционном материале. В результате снижается миграция тепла.

    Конкретная эффективность минеральной ваты в снижении теплопередачи зависит от структурных свойств, таких как плотность, толщина, состав и тонкость, а также от средней температуры, при которой она используется. Для наружных работ стандартное отраслевое значение R для минеральной ваты обычно составляет R-4,3 на дюйм, а толщина плиты составляет от 25 до 178 мм (от 1 до 7 дюймов). Однако точные требования для конкретного проекта зависят от местных колебаний температуры, влажности и влажности.

    Например, можно выбрать тонкий продукт с высокой плотностью, чтобы удовлетворить требования R-коэффициента и снизить водопоглощение в жарком и влажном климате. С другой стороны, можно выбрать толстый продукт с более низкой плотностью, чтобы удовлетворить требованиям R-коэффициента в холодном и сухом климате, где водопоглощение не имеет большого значения.

    С точки зрения тепловых характеристик также важно знать, что минеральная вата тестируется в соответствии со стандартом ASTM C518, Стандартный метод испытаний свойств теплопередачи в установившемся режиме с помощью прибора для измерения теплового потока , или ASTM C177, Стандартный метод испытаний для стационарного нагрева Измерения потока и термического воздействия , после изготовления в рамках процесса контроля качества (КК). Кроме того, поскольку минеральная вата не содержит пенообразователей, воздух не может диффундировать в материал и замещать агенты, которые уже вышли из него. Другими словами, это волокнистый материал, и его теплопроводность со временем не ухудшится. Сыпучие утеплители из каменной и шлаковой ваты устойчивы к оседанию, а изделия из войлока возвращаются в исходное состояние после среднего сжатия, поэтому установленные тепловые характеристики сохраняются в течение всего срока службы изделия.

    Огнестойкость

    Поскольку минеральная вата устойчива к лучистой энергии, ее можно использовать в засушливом климате с интенсивным солнечным светом в качестве защитного барьера для стен в системах облицовки с открытыми швами, таких как дождевик.
    Изображения предоставлены Sto Corp.

    Так как они в основном неорганические, изоляция из минеральной ваты является естественно негорючей, не горит и не выделяет вредного дыма и горячих газов. Связующее, используемое в минеральной вате, однако, является органическим и термически разлагается при температуре около 260 C (500 F). В то же время испытания показали, что высвобождение связующего не происходит в достаточно высоких концентрациях, чтобы их можно было считать вредными. Согласно ASTM E119, Стандартные методы испытаний строительных конструкций и материалов , изоляция может выдерживать температуры свыше 1093 C (2000 F) в течение не менее пяти часов, а поскольку продукты имеют высокую температуру плавления, их можно использовать в широкий спектр приложений, требующих этих огнестойких характеристик. Изоляция из минеральной ваты обычно соответствует стандартам Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) 220, по типам зданий , , конструкции и ASTM E136, 9.0321 Стандартный метод испытаний поведения материалов в вертикальной трубчатой ​​печи при 750°C . Это продукт класса A, протестированный в соответствии со стандартом ASTM E84, Стандартный метод испытаний на поверхностное горение Характеристики строительных материалов и NFPA 101, Кодекс безопасности жизнедеятельности . Следовательно, изоляция из минеральной ваты используется в качестве пассивной противопожарной защиты во многих стеновых конструкциях.

    Так как минеральная вата обладает естественной огнестойкостью и не требует теплового барьера, она прошла испытания в качестве проверенного огнезащитного материала в многочисленных конструкциях локализации пожара по периметру за счет проникновения, противопожарной защиты и строительных швов, включая сборные конструкции наружных стен и открытые комбинированные системы облицовки, такие как фасады с дождевым экраном. У систем защиты от дождя есть много преимуществ с точки зрения эстетики, долговечности и простоты обслуживания. Тем не менее, полая стена, являющаяся неотъемлемой частью систем защиты от дождя, также может действовать как дымоход, который может позволить огню и дыму подниматься вверх в случае пожара. Минеральная вата обычно используется на линиях пола в качестве противопожарного барьера в таких системах, чтобы устранить эту форму риска возгорания.

    Цементное базовое покрытие и тканая пластина из стекловолокна, нанесенная поверх минеральной ваты как часть фасадной системы с непрерывной внешней изоляцией (CI).

    Проницаемость

    Минеральная вата является паропроницаемой и имеет коэффициент проницаемости до 50, что означает, что водяной пар может легко диффундировать через материал. Изоляция не задерживает воду и остается неповрежденной даже во влажном состоянии. Она предназначена для защиты от конденсата, проливного дождя и любой другой влаги, которая может попасть в стеновую сборку, позволяя ей быстро стекать и сохнуть, а также позволяя зданию «дышать».