Теплоизоляция: обзор характеристик и сравнение теплопроводности

Озадачившись утеплением дома, бани, квартиры или лоджии, вы идёте выбирать подходящее решение в магазин либо в интернет, где первое, на что производитель обращает ваше внимание, — теплопроводность утеплителя. Но что эти цифры значат на практике, почему они важны? Стоит ли обратить внимание на что-то ещё? В этой статье мы разберём всё в деталях, а чтобы не ошибиться в расчётах, когда дойдёт до дела, — используйте калькулятор Vetonit: он не только поможет в вычислениях, но и позволит выбрать разные варианты утеплителя, сравнить их и остановиться на оптимальном.

Этот термин имеет два значения:

1. теплоизоляционный материал, используемый для утепления;
2. собственно процесс утепления.

На первый взгляд кажется, что такое двойственное значение знакомо всем и на нём можно не заострять внимание. Однако есть некоторая разница в методах оценки эффективности теплоизоляции. В частности, нужно разделять понятия теплоизоляционного материала и теплоизолирующей конструкции.

Под теплоизоляционным материалом (утеплителем) мы понимаем однородный по составу и структуре материал, обладающий достаточными теплозащитными свойствами, чтобы эффективно сохранять тепло в помещениях в холодное время года и защищать их от перегрева летом. Параметры утеплителей, к которым относятся атмосферный воздух, минеральная вата, пенополиуретан, газобетон, древесина (с учётом направления волокон) и пр., определяются только их свойствами.

А вот сэндвич-панель, дверной блок, зимний стеклопакет, каркасная утеплённая стена — это слоистые теплоизолирующие конструкции, которые состоят из разных материалов с отличающимися свойствами. Поэтому характеристики теплоизолирующих конструкций определяют расчётным путём для каждой конкретной конструкции.

Теплопроводность утеплителя

Теплопроводность — это физическое свойство материала, отражающее его способность пропускать определённое количество тепла. Характеризуется коэффициентом λ (лямбда) и измеряется в Вт/м·°C.

Коэффициент теплопроводности λ — расчётная величина, которая указывает количество теплоты, проходящее за 1 с через 1 м2 однородного материала толщиной 1 м при разнице температур на его противолежащих поверхностях в 1 °C.

Класс сохранения тепла

Итак, наилучшие теплосберегающие свойства равносильны низкой теплопроводности. Нередко это вызывает путаницу, ведь в быту лучшими принято считать материалы с более высокими численными параметрами. Поэтому можно опираться на такое понятие, как класс сохранения тепла.

Чем ниже теплопроводность, тем выше класс сохранения тепла

Проиллюстрируем понятия класса сохранения тепла и теплопроводности на примере утеплителей Vetonit. При их рассмотрении важно помнить, что теплопроводность — не единственный критерий выбора. У каждого утеплителя свои особенности и своя сфера применения, поэтому и выбирать их следует по сумме параметров.

Наряду с теплопроводностью и коэффициентом λ, в технических статьях встречаются термин «сопротивление теплопередаче» и коэффициент R (Вт/м2⋅°C). Они кажутся близкими по смыслу к теплопроводности, но суть у них другая. Для оценки энергоэффективности ограждающей конструкции определяющим является не количество теплоты, которое она пропускает, а величина её сопротивления пропусканию тепла.

Сопротивление теплопередаче R — величина, характеризующая способность конструкции препятствовать проникновению через неё тепла

Чем больше сопротивление теплопередаче, тем лучше теплоизолирующая способность утеплителя или теплоизолирующей конструкции. Теплотехнический расчёт по СП 50.13330.2024 «Тепловая защита зданий» позволяет определить, насколько хорошо стены, крыша и пол из выбранных материалов удерживают в доме тепло. Этот расчёт обеспечивает соответствие постройки действующим нормам, он важен для поддержания комфортного микроклимата и экономии на отоплении. В нём учитываются свойства и характеристики материалов, входящих в состав строительных конструкций, их толщина и климат региона. Если утепление недостаточное, здание теряет тепло, что приводит к высоким расходам на отопление. Правильный расчёт позволяет подобрать оптимальную теплоизоляцию, чтобы зимой было тепло, а летом — не жарко. Чтобы выполнить его, пользуйтесь калькулятором на сайте или обращайтесь за персональной консультацией к нашим специалистам.

Наличие у минераловатных утеплителей устойчивой пространственной структуры, образующей большое число воздушных камер, объясняет их превосходные теплоизоляционные свойства и одновременно позволяет им сохранять объём и форму в течение длительного времени. Плотность таких утеплителей в основном варьируется в пределах 20–200 кг/м³, а теплопроводность — 0,030–0,050 Вт/м⋅°C. Это позволяет создавать очень широкий спектр теплоизоляционных материалов для решения различных задач.

В частности, для применения в составе теплоизолирующих конструкций, которые делятся на ненагружаемые (каркасная стена, межкомнатная перегородка, каркасное перекрытие, скатная кровля) и нагружаемые (штукатурный фасад, плоская кровля, пол под стяжку). Последние отличаются тем, что слой утеплителя в них должен быть способен без деформации, нарушения целостности и сползания выдерживать не только собственный вес, но и вес внешних слоёв конструкции: штукатурки в штукатурном (мокром) фасаде, кровельного покрытия в составе плоской кровли, цементной или сухой стяжки, напольного покрытия и т. д.

Например, к минераловатному утеплителю в составе мокрого фасада (СФТК) предъявляются нормативные требования в соответствии с ГОСТ Р 56707–2023. Основными показателями в этом случае являются прочность на сжатие при 10 % деформации и прочность на отрыв перпендикулярно лицевым поверхностям. Для многоэтажных зданий они должны быть соответственно не менее 30 и 15 кПа, для малоэтажных (до четырёх этажей) — не менее 30 и 10 кПа. Для ИЖС (частные дома в один-два этажа) производители минваты могут выпускать продукцию и с более низкими показателями прочности, т. к. она не регламентирована ГОСТ.

Итак, именно прочность, наряду с теплоизоляционными свойствами, является ключевым фактором, определяющим сферу применения утеплителей. Однако зачастую происходит подмена понятий, когда вместо прочности пользователи говорят о плотности. Эти параметры действительно связаны, если речь идёт об утеплителях одного типа, например о разных марках базальтовой ваты: чем выше плотность, тем выше прочность. Но когда мы говорим о разных материалах, например об утеплителях из базальтовой и кварцевой ваты, то сравнивать их прочность, исходя из плотности, будет некорректно.

Например, кварцевый утеплитель Vetonit Штукатурный Фасад и базальтовая вата Vetonit Фасад-Оптима имеют сходные показатели прочности, но при этом плотность первого на 27 % меньше: 80 против 110 кг/м³. Оба материала применяются в составе штукатурных фасадов, а при строительстве частных коттеджей могут быть использованы и в качестве несущей основы под облицовку клинкерной плиткой. Это связано с тем, что кварцевое волокно длиннее и прочнее базальтового, но при этом и тоньше. При использовании специального связующего оно позволяет формировать плиты достаточно высокой прочности с меньшей плотностью.

К упругим относятся минераловатные утеплители в рулонах и в упругих плитах, способных восстанавливать форму и объём после воздействия нагрузки. Например, очень тёплый минеральный утеплитель в плитах Vetonit Тёплые Стены Стронг с максимальным классом сохранения тепла (λ = 0,034 Вт/м⋅°C) и плотностью 19 кг/м³ относится к типу материалов с улучшенной упругостью. В каркасных конструкциях его можно устанавливать враспор без дополнительного крепления, а в бескаркасных — крепить на тарельчатые анкеры: длинные и прочные кварцевые волокна, из которых состоит утеплитель, позволяют не опасаться его сползания или разрыва.

Для жёстких и прочных утеплителей, как уже было сказано выше, определяют прочность на сжатие и на отрыв, в зависимости от того, для каких задач предназначен материал. Более подробно о свойствах, классификации и правилах применения теплоизоляционных материалов различной упругости и жёсткости можно узнать из нашей статьи «Теплоизоляционные материалы Vetonit. Как правильно выбрать утеплитель?».

Утеплители, как и все строительные материалы, обладают гигроскопичностью — способностью частично поглощать парообразную влагу из воздуха, как со стороны помещений, так и со стороны улицы. Это может отрицательно сказываться на теплотехнических свойствах всей конструкции, поэтому все теплоизоляционные материалы Vetonit обработаны гидрофобизаторами — специальными водоотталкивающими составами, минимизирующими отрицательное воздействие водяных паров влаги на теплоизоляционные материалы.

Гигроскопичность отчасти компенсируется характерным для минваты свойством паропроницаемости, благодаря которому утеплитель может испарять лишнюю влагу наружу.

Но главное преимущество паропроницаемых утеплителей в том, что при наружном (фасадном) утеплении они позволяют «дышать» материалу несущей стены, который тоже способен накапливать влагу, если не давать ей выхода. Таким образом, паропроницаемый утеплитель способствует поддержанию оптимального температурно-влажностного режима эксплуатации ограждающих конструкций. С этой точки зрения минеральная теплоизоляция выигрывает у многих других видов утеплителей, отличающихся низкой паропроницаемостью. Она наилучшим образом соответствует строительным нормам, согласно которым паропроницаемость образующих стену слоёв должна увеличиваться изнутри помещения наружу (т. е. каждый последующий слой должен иметь более высокую паропроницаемость).

Чтобы утеплитель работал правильно и не терял часть своих теплоизоляционных свойств при увлажнении водяными парами, важно соблюдать правила его монтажа. В частности, применять со стороны помещений пароизоляцию Vetonit Паранет (B) (когда это необходимо), а со стороны улицы — трёхслойную супердиффузионную гидроветрозащитную мембрану Vetonit Ветранет (AM). Благодаря уникальной структуре мембрана является паропроницаемой и не препятствует испарению лишней влаги из толщи утеплителя.

Подробнее об этом можно узнать из нашей статьи «Утепление фасадов дома минватой», где рассматривается технология утепления фасадов и объясняются принципы формирования температурно-влажностного режима, включая понятие точки росы.

В процессе эксплуатации все строительные конструкции и составляющие их материалы, включая теплоизоляцию, испытывают неблагоприятное воздействие различных негативных внешних факторов. Поэтому срок службы всех основных элементов должен быть длительным. Это относится и к утеплителю, и к несущим элементам, и к фасадным конструкциям.

Когда речь идёт о строительстве или утеплении жилья, вопросы пожарной безопасности выходят на первый план. Это одна из причин, по которой и в частной, и в городской жилой застройке в качестве теплоизоляции повсеместно используется минеральная вата. Так, все утеплители Vetonit для жилого дома (за исключением материалов на подложке) относятся к категории негорючих (НГ) в соответствии с ГОСТ 30244–94. Важно также понимать, что материалы групп Г1 — Г4, помимо собственно горючести, могут обладать свойством выделять при нагревании токсичные вещества. Именно они зачастую становятся причиной несчастных случаев при пожарах.

В таблице ниже приведены группы горючести различных теплоизоляционных материалов.

Выбирая утеплитель для дома, следует обращать внимание не только на его способность сохранять тепло, но также на механические характеристики и безопасность, прежде всего на пожарную. Наши рекомендации помогут сделать правильный выбор, а калькулятор Vetonit облегчит выполнение расчётов!