Явище теплопровідності в будівництві

 

Говорячи простою і зрозумілою мовою - це властивості передавати тепло від нагрітого тіла до більш холодного. У чистому вигляді явище теплопровідності притаманне тільки суцільним твердим тілам. Розглянемо це явище стосовно до будівництва будинку.

 

Кожен матеріал володіє певною теплопровідністю: дерево, цегла, газосиликатні блоки, мінеральна вата і т.д. У більшості випадків діє правило: чим щільніше матеріал, тим коефіцієнт його теплопровідності вище, тобто тепло від нагрітої кімнати цегляного будинку буде йти швидше, ніж тепло кімнати дерев'яного будинку, якщо ширина стін буде однаковою. Пов'язано це з властивостями повітря. Саме повітря має низьку теплопровідність і тому матеріали з великою кількістю повітряних пір є кращими теплоізоляційними матеріалами.
20 років тому до таких матеріалів ставилися: мінеральна вата і пінопласт. Володіючи хорошими теплоізоляційними властивостями саме за рахунок великої кількості повітряних прошарків, бульбашок ці матеріали мали і багато мінусів. Основним ворогом будь-якого будівельника є підвищена вологість матеріалів, в тому числі теплоізоляційних. Навіть на сьогоднішній день, велика частина матеріалів вимагає підвищеної уваги щодо вологості.

 

Відомо, що теплопровідність будь-яких матеріалів збільшується при збільшенні вологості. Зокрема попадання вологи в пінопласт - знижує його теплозахисні властивості у кілька разів.
Коефіцієнт теплопровідності води при температурі повітря +20 З раен 0,6 Вт / м * К
Коефіцієнт теплопровідності повітря при температурі +20 Со дорівнює 0,0257 Вт / м * К
λ - коефіцієнт теплопровідності (К.Т.). Саме від цього параметра наших матеріалів залежить те, як швидко тепло піде з дому через стіни на вулицю. Чим вищий цей показник, тим для нас гірше і навпаки.

 

Коефіцієнт теплопровідності і паропроникність матеріалу
Сучасні теплоізоляційні матеріали з кам'яної вати на основі базальтових порід, різні варіанти на основі мінеральної вати і інші мають λ = від 0,039 до 0,05. Це основний показник будь-якого утеплювача, на який варто звернути увагу.
Інший не менш важливий показник - паропроникність, водопоглащение. Іншими словами: як матеріал взаємодіє з вологим середовищем. К.Т. води приблизно в 20 разів більше аналогічного параметра повітря. Саме тому властивості практично будь-якого утеплювача сходять нанівець при попаданні в нього вологи. Винятки на сьогоднішній день складають екструдовані плити, які мають мінімальне водопоглинання. Їх використання можливе і в грунті для утеплення фундаменту, вимощення, каналізаційних труб та інших вуличних робіт.

 

Теплозахисні властивості матеріалу прийнято розглядати з урахуванням низької температури навколишнього середовища, не дивлячись на те, що ці властивості також позначаються на мікрокліматі вдома і в жарку, літню погоду.
У холодну пору в приміщенні завжди буде тепліше ніж на вулиці, навіть якщо приміщення буде не опалювальним. Щоб людина відчувала себе комфортно, температура в будинку має бути від 18 до 22 Со. Крім того, вологість повітря повинна бути в межах від 55 до 70%. Підвищена вологість, як і занадто сухе повітря негативно впливає на людину. У зв'язку з цим параметри температури повітря завжди розглядають у парі з вологістю.

 

Чим тепліше повітря, тим він більше містить вологи. Якщо таке повітря починає охолоджуватися, волога випадає у вигляді крапель на стіни, вікна, підлоги. Утворюється конденсат. Щоб уникнути такого ефекту, внутрішні стіни повинні максимально захищати тепле повітря від проникнення холодного. Оптимальним варіантом вважається такий опір теплопередачі, при якому температура внутрішньої поверхні стіни відрізняється від температури внутрішнього повітря не більше ніж на 6 градусів. Відповідно, якщо температура повітря в приміщенні 20 Со, то на поверхні стіни, температура повинна бути не менше 14 Со. Крім стін, вразливим місцем будь-якого будинку в плані можливих втрат тепла є вікна та двері. Тому теплозахисні вимоги відносяться і до стін і до вікон і до інших конструкцій будинку. Температура на внутрішній поверхні вікна не повинна опускатися нижче ніж на 9 градусів щодо температури в приміщенні. Якщо ця умова буде порушена, то вікно почне пітніти, тобто волога в повітрі буде крапельками осідати на вікні.
Чому явищу теплопровідності, теплозахисних властивостях матеріалу зараз приділяється велика увага? Насамперед це комфорт і економія коштів на опаленні будинку.

 

Як враховується явище теплопровідності при будівництві приватного будинку
При будівництві приватного будинку, найбільшу площу в конструкції складають стіни. Як правило це 50-70% від загальної площі. Тому близько 30-40% втрат тепла йде саме через стіни, які стикаються з вулицею. Незважаючи на те, що вікна займають значно меншу загальну площу, втрати тепла через них значно вище. У зв'язку з цим через вікна може втрачатися близько 20% тепла. Тепле повітря в приміщенні завжди прагне вгору, а холодний вниз. Тому дах також є вразливим місцем у відношенні теплообміну. Якщо будинок спланований з мансардним дахом, варто особливу увагу приділити утепленню підпокрівельного простору. Втрати тепла через дах або перекриття можуть становити від 20 до 30%. Решта 10-20% можуть йти через підлоги.

 

 

Крім температури навколишнього середовища сильний вплив на втрату тепла надає вітер. Проникнення холодного повітря в будинок за рахунок сильного вітру прийнято називати інфільтрацією. Самим уразливим місцем є стики в конструкціях будинку - це віконні та дверні прорізи. При правильному використанні сучасних матеріалів про таке поняття як інфільтрація можна практично забути. Вони дозволяють якісно обробити будь-які стики і шви. Використання мембран запобігає проникненню різкого холодного повітря в товщу стіни і як наслідок проникнення в будинок.

 

Вологість і утеплювач
Чому так важливо при будівництві каркасного будинку захистити утеплювач від вологи? Перш за все проблеми з підвищеною вологістю можуть виникнути в холодну пору року. Якщо температура за вікном -30, а вдома +20, то різниця температур становить 50 Со. Вологість повітря на вулиці буде значно менше вологості в приміщенні. У зв'язку з цим не тільки тепло, а й підвищена вологість буде прагне пройти крізь стіни та інші огороджувальні конструкції назовні. Проходячи крізь стіну тепле вологе повітря поступово охолоджується. Охолодившись до граничної точки - починає випадати конденсат. Така гранична точка може бути досягнута не тільки на рівні зовнішньої обробки приміщення, а й усередині утеплювача. У цьому випадку утеплювач стане вологим, а потім може замерзнути при сильних негативних температурах. При цьому втрати тепла такого матеріалу будуть значно вище, ніж заявлені виробником. Чим більш вологим буде матеріал, тим більше вологи буде йти з теплого приміщення всередину стіни, тим самим розпочнеться незворотній процес.

 

Для захисту утеплювача в каркасних конструкціях створена паронепроникна мембрана, яка утримує тепле, більш вологих повітря від проникнення всередину стіни, дозволяючи поступово охолоджувати його через внутрішню чистову обробку стіни. Саме тому, так багато написано статей на тему використання пароізоляції в каркасних будинках. Якісна робота продовжить термін служби утеплювача і як наслідок в будинку буде комфортно і тепло в будь холоду.

 

Висновок:
Теплопровідність будь-якого матеріалу тісно пов'язана з його паропроникністю. Вологість і тепло завжди йдуть в парі. При будівництві слід особливу увагу приділити саме конструктивної складової свого будинку, щоб забезпечити і хорошу вентиляцію будинку і збереженню тепла в холодну пору року.
Також слід врахувати при будівництві коефіцієнт теплопровідності дерева та цегли:

 

Цегляна кладка глиняної звичайної цегли на цементно - піщаному розчині
Щільність - 1800 кг/м3-λ = 0,7
Паропроникність - 0,11 мг / (м * ч * Па)
Дерев'яні елементи, сосна і ялина уздовж волокон
Щільність - 500 кг/м3-λ = 0,29
Паропроникність - 0,32 мг / (м * ч * Па)
Теплопровідність утеплювачів

 

Коефіцієнт всіх сучасних теплоізоляційних матеріалів коливаються від 0,03 до 0,05. Матеріали з гіршими показниками просто не зможуть витримати конкуренції на ринку теплоізоляційних матеріалів. До таких утеплювачам можна віднести: шелтер еко стандарт, роквул лайт баттс, Лайт Баттс СКАНДИК (ROCKWOOL), утеплювачі парок, PureOne 34 PN Ursa, URSA TERRA 34PN, ПІНОПЛЕКС ® КОМФОРТ, Теплекс 45, Ізолайт - Л (Isoroc), ISOVER KL 34 , РОКЛАЙТ (Техноніколь) та ін