теплоізоляційні матеріали

На сьогоднішній день відомі 3 способу передачі тепла:

1. Конвекція

це передача тепла за рахунок переміщення матерії, наприклад повітря або води. Таким чином тепло передається в рідких і газоподібних середовищах. Взимку повітря в наших приміщеннях нагрівається більш менш рівномірно завдяки природній конвекції, ну і коли вода тече по трубах опалення - це теж конвекція, частіше примусова.

2. Теплопровідність

передача тепла всередині матерії, подібна передачі електричного струму в провідниках. Всі користуються електрикою, але чіткої теорії, що пояснює, як передається струм в провідниках, поки немає. Теж саме можна сказати і про теплопередачу. І ще, хороші провідники електричного струму є хорошими провідниками тепла і, відповідно, поганими теплоизоляторами. І навпаки, чим вище електричний опір матеріалу, тим краще його теплоізоляційні властивості. Щоб опалювальні батареї краще віддавали тепло їх роблять з металів, а щоб батареї виглядали краще, їх фарбують білою фарбою і тим самим погіршують їх теплопровідність, втім це окрема тема.

3. Радіація

(Інфрачервоне випромінювання) - передача тепла за рахунок зміни форми матерії з корпускулярної в хвильову. Про радіацію знають всі, а з поясненням природи радіації справи ще гірше, ніж з природою теплопровідності або електрики. Випромінювати тепло можуть всі тіла, і живі і неживі.

Можливо також, що існують і інші способи передачі тепла, які поки не те що не пояснені, але навіть не відкриті.

Для того, щоб тепло передавалося будь-яким з перерахованих вище способів, потрібна різниця температур.

температура

фізична величина, яку знають навіть діти, але ніхто просто пояснити не може. Визначення температури як "скалярною фізичної величини, що характеризує припадає на одну ступінь свободи середню кінетичну енергію частинок макроскопічної системи, що знаходиться в стані термодинамічної рівноваги" або "величини, зворотної зміни ентропії системи при додаванні в систему одиничного кількості теплоти" мало що прояснює, хоча друге визначення , на мій погляд, більш точно виражає фізичну сутність температури. Іншими словами якби не було різниці температур, про температуру ніхто ніколи не дізнався. Але так як різниця температур все-таки є і часто, за людськими мірками, чимала, то виникає потреба в теплоізоляції. А щоб визначити властивості теплоізоляції використовується:

Коефіцієнт теплопровідності λ

це кількість тепла, що проходить через речовину товщиною 1 м і площею 1 м 2 за 1 годину при різниці температур на вході і на виході в 10 о C. Наприклад, взимку поверхню стіни в приміщенні - це вхід, а поверхня стіни на вулиці - це вихід , влітку - навпаки. Вимірюється коефіцієнт теплопровідності в Вт / (м * К) або Вт / (м * С).

товщина теплоізоляції

найпростіший і зрозумілий термін. Будь яка існуюча будівельний матеріал володіє теплоізоляцією, навіть повнотіла цегла і бетон, тому товщина несучих конструкцій будівель розраховується не тільки з урахуванням навантажень, але і з урахуванням теплопровідності. Раніше вважалося, що цегляна стіна товщиною в 51 см не потребує додаткової теплоізоляції, але тепер ця думка в багатьох країнах СНД переглянуто.

Щільність теплоізоляційного матеріалу

чим нижче щільність матеріалу, тим вище його теплоізоляційні властивості. Будь-який матеріал з щільністю нижче 400 кг / м 3 можна вважати теплоізоляційним матеріалом, крім того такий матеріал може виконувати деякі конструктивні функції. Найкращі утеплювачі мають щільність 10-50 кг / м 3. але такі матеріали використовуватися як конструктивні елементи не можуть.

Кількість тепла, що передається конвекцією, теплопровідністю або радіацією, залежить від різних факторів. Так, наприклад, чим вище температура тіла, і чим більше тіло є чорним, тим більше тепла передається радіацією. Подробиці викладені в законі Стефана - Больцмана. Кількість тепла, переданого конвекцією і теплопровідністю, залежить від кількості щілин у вікнах і дверях, частоти відкривання вікон і дверей, сили вітру за вікном, вологості повітря і ще десятків факторів. Тому важко точно визначити, яка саме кількість тепла передається кожним із способів з нашого з таким трудом обігріти житла бездушною холодної вулиці. Ну а якщо приблизно, то близько 20-50% тепла йде з наших квартир з радіацією, 60-20% при конвекції. Відкривання дверей для входу або виходу в будинок і наявність щілин в стінах стелях, підлогах, вікнах і дверях теж призводить до конвекції. Близько 20-40% тепла йде з наших квартир через теплопровідності. Максимально знизити конвекцию допомагають сучасні вікна і двері, при мінімумі щілин близько 40-50% тепла йде з радіацією близько 30-40% в результаті теплопровідності і близько 15-25% в результаті конвекції. Більшість простих теплоізоляційних матеріалів розраховані на зниження тепловтрат при передачі тепла теплопровідністю. У цивільному будівництві теплоізоляція використовується для стін, підлог і стель, тобто практично для всіх елементів конструкцій. Також теплоізоляція використовується для трубопроводів, але це не наша тема.

На сьогоднішній день людству відомі такі

Види теплоізоляційних матеріалів - речовин:

Це найкращий і надійний теплоізоляційний матеріал, точніше буде сказати, що повна відсутність матеріалу і навіть матерії гарантує максимально можливу теплоізоляцію. Саме така теплоізоляція часто застосовується в термосах і іноді при виготовленні склопакетів. Проте навіть через вакуум тепло може передаватися. У вакуумі немає матерії і відповідно не можлива теплопровідність і конвекція, а ось випромінювання проходить навіть через вакуум. З одного боку це погано, тому що виходить, що ідеальної теплоізоляції не існує, а з іншого боку добре, бо як сонце нас гріє завдяки тільки цим способом теплопередачі. Головний недолік вакууму - це ціна, як не парадоксально це звучить. Справа в тому, що для отримання вакууму потрібно дороге обладнання.

Найкращий після вакууму утеплювач. Головні переваги повітря - найнижча (після вакууму) теплопровідність, абсолютна доступність, абсолютна безкоштовність і абсолютна простота використання. Саме тому повітря входить до складу всіх нині використовуваних теплоізоляційних матеріалів і чим повітря в матеріалі більше, тим матеріал краще. Тому, коли Ви купуєте теплоізоляційний матеріал, то платите в-основному за повітря, як не прикро це усвідомлювати. Але нічого дивного в цьому немає, справа в тому що у повітря, як у утеплювача, є кілька великих недоліків - дуже ненадійний елемент, нагрівся - піднявся, охолов - опустився, або кажучи по-науковому - конвекція. Крім того, теплопровідність повітря дуже сильно залежить від вологості. Чим вище відсоток вологи в повітрі, тим гірше його теплоізоляційні властивості, а при дуже високій вологості повітря з утеплювача перетворюється в теплоносій. Боротьбі з конвекцією і насиченням повітря вологою і присвячені розробки теплоізоляційних матеріалів.

Як вже говорилося, метали мають найвищу теплопровідність, але при цьому і найвищим коефіцієнтом відображення теплової радіації, тому метали ніколи не використовуються як самостійний утеплювач, а тільки в якості допоміжної теплоізоляції, в тих же термосах і в комбінованих теплоізоляційних матеріалах (найчастіше алюміній ).

Усе. Більше ніяких теплоізоляційних матеріалів - речовин, відомих людині, немає, а ось теплоізоляційних матеріалів, що містять в тій чи іншій формі повітря, або комбінованих матеріалів - сила-силенна і коли мова заходить про теплоізоляційних матеріалах, то маються на увазі матеріали - контейнери повітря. Теплоізоляційні матеріали - речовини придумані досить давно, теософи стверджують, що батьком, вчені, що матір'ю, але як би там не було, патенту на винахід або на використання ні в кого немає, а тому всіма цими матеріалами можна вільно користуватися. Наприклад, коли Ви замовляєте вікна зі склопакетами, то звертати увагу потрібно на товщину повітряного прошарку між стеклами, а не на кількість і хитромудрі камер в профілі. Здавалося б, очевидний факт - чим більше відстань між стеклами, тим краще загальна теплоізоляція вікна - але дівчинки, що займаються оформленням замовлень, повірити в це не можуть. Або ще приклад, якщо Ви зашивати стару стіну гіпсокартоном, пластиковими панелями, панелями МДФ або будь-яким іншим матеріалом, то крім переслідуваних естетичних цілей Ви абсолютно безкоштовно отримуєте додаткову теплоізоляцію. Правда, якщо на старій стіні є тріщини і щілини, пропускають повітря, то їх потрібно попередньо закрити, інакше толку від такої теплоізоляції буде не багато, конвекція і змінюється вологість повітря зведуть нанівець таке утеплення. Втім і при використанні платних теплоізоляційних матеріалів дефекти стіни закладати все одно доведеться.

Види теплоізоляційних матеріалів - контейнерів повітря:

1. Теплоізоляція з мінеральної сировини.

Мінеральна вата

називається так тому, що за структурою нагадує звичайну целлюлозную вату. Видів мінеральної вати кілька: скловата - проводиться з піску, кам'яна вата - виробляється з гірських мінералів (базальти, мергелі, доломіт і ін.), Шлаковата - проводиться з розплавів доменного шлаку. Головні переваги таких утеплювачів - висока вогнестійкість плюс відносно низька ціна (мінералів в Землі багато, а піску і поготів). Головні недоліки - можлива небезпека для здоров'я і низька вологостійкість. При роботі з такими утеплювачами необхідно використовувати рукавички, окуляри і навіть респіратор. Той, хто працював з радянської скловатою, знає, яка це гидота, і хоча сучасна скловата не така "колючий", але користі для здоров'я від неї як і раніше не багато, в Німеччині, наприклад, мінеральна вата вже не використовується. При використанні таких утеплювачів слід додатково захищати їх поверхню поліетиленовою плівкою для пароізоляції.

піноскло

також виготовляється з піску, але за структурою ближче до пінопласту. Головні переваги - міцність, висока вогнестійкість, висока вологостійкість (паронепроницаемость), висока екологічність. Головний недолік висока ціна.

Газонаповнені бетони (пінобетон, газобетон, пористий бетон) і бетони з легкими наповнювачами

(Шлакобетон, керамзитобетон, перлитобетон і ін.). Головні переваги таких матеріалів - висока вогнестійкість і те, що вони можуть використовуватися як конструктивні матеріали для стін. Головний недолік - низька водостійкість.

Для утеплення підлог часто використовується насипна теплоізоляція з керамзиту. одержуваного випаленням легкоплавку глини, спученого перліту, спученого вермикуліту та ін. а також газонаповнені шлаки, що залишаються після виплавки металів. Головне достоїнство таких матеріалів - низька ціна. Головні недоліки - низька водостійкість і можливість усадки.

2. Теплоізоляція з полімерів

Виробляються такі матеріали в-основному з газу або нафти. Найбільш відомі представники таких теплоізоляційних матеріалів - пінопласт, екструдований пінополістирол (більш щільний пінопласт), пінополіетилен, і пінополіуретан (більшість споживачів знають цей матеріал, як монтажну піну, або як поролон, який, дійсно, є одним з видів пінополіуретану, але в якості будівельної теплоізоляції не використовується через коротке терміну служби). Головне достоїнство таких теплоізоляційних матеріалів - висока вологостійкість.

3. Теплоізоляція з натуральних рослинних матеріалів

Найдавніший, самий екологічно чистий і на сьогоднішній день найдорожчий вид теплоізоляції. Дерев'яні стіни, підлоги, стелі, коркове або бамбукове покриття і навіть звичайна вата. яку бабусі засовують на зиму між віконними рамами - основні представники теплоізоляції з натуральних рослинних матеріалів. Головні недоліки - схильність до горіння і гниття, а також низька вологостійкість. Щоб підвищити вологостійкість, такі матеріали піддаються обробці водостійкими просоченнями або фінішної обробки лаками або фарбами. А ще випускають коркову підкладку під ламінат та паркетну дошку, просочену бітумом або прогумовану.

4. Теплоізоляція з використанням натуральних рослинних матеріалів

Деревно-волокністние і деревно-стружкові плити низької щільності використовуються в-основному як теплоізоляційні матеріали. Недоліки у плит такі ж як і у теплоізоляції з натуральних рослинних матеріалів плюс сумнівна екологічність (при виготовленні плит використовуються клеї і смоли). Для підвищення вологостійкості такі матеріали також піддаються обробці водостійкими просоченнями.

А щоб було ще веселіше, виробники випускають теплоізоляційні матеріали під своїми торговими марками, описати які практично неможливо, згадаю найбільш популярні.

Таблиця 1. Види теплоізоляції.

Для терміналів номер Яндекс Гаманця 410012390761783

Або на карту 5106 2110 0462 8702 Одержувач SERGEI GUTOV

Для України - номер гривневої карти (Приватбанк) 5168 7423 0569 0962 Одержувач Гутов Сергій Михайлович

Про всяк випадок гаманець webmoney: R158114101090