Что мы знаем о лямбде?
Главный инженер ОАО «Максмир» А.Н.Грушин
Нет другой такой характеристики теплоизоляционных материалов, которая так прочно связана со своим обозначением – λ (ля́мбда, греч. λάμδα, λάμβδα) — 11-я буква греческого алфавита. Эта характеристика равна количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К). В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K).
Все интересуются плотностью теплоизоляции, но никто не спрашивает: «Какая гамма(ϒ) или ро(ρ)?». Все так и спрашивают: «У ПЕНОПЛЭКСА КРОВЛЯ какая плотность?». А если интересует коэффициент теплопроводности, то можно спросить: «У ВЕНТИ БАТТС ОПТИМА какая лямбда?». И всем всё понятно. Или не всё и не всем. Почему? Дело в том, что у всякого «уважающего себя» теплоизоляционного материала есть (должно быть) несколько разных коэффициентов теплопроводности.
Немного физики. Распространение теплоты (тепловой энергии) в природе происходит посредством трех процессов: теплопроводности, конвекции и теплового излучения.
Процесс теплопроводности в чистом виде имеет место лишь в твердых телах. Процесс конвекции происходит в текучих средах при перемещении объёмов жидкости или газа в пространстве. Соответственно и описываются они разными уравнениями на основании разных законов физики. Но есть и общая закономерность – теплопроводность зависит от температуры.
Вернемся к теплоизоляционным строительным материалам, которые, как правило, имеют пористую или волокнистую структуру. Поэтому они не вполне твердые тела, а некие композиционные материалы, включающие в себя воздушную (газовую) составляющую с разной степенью влажности, вплоть до появления жидкой фазы. Применение уравнений теплопроводности к таким материалам является достаточно условным. Условной также является величина коэффициента теплопроводности такого материала. Эта величина имеет смысл коэффициента теплопроводности некоторого однородного тела, через которое при одинаковых форме, размерах и температурах на границах проходит тоже количество тепла, что и через данное пористое (волокнистое) тело.
Следует также отметить, что теплоизоляционные материалы – это промышленная продукция, производимая из разного сырья по различным технологиям на разном оборудовании. Поэтому величина коэффициента теплопроводности для каждого конкретного теплоизоляционного материала может быть определена только опытным путем при определенной температуре и влажности. Для того, чтобы сравнивать значения коэффициентов теплопроводности различных материалов их надо измерять при одинаковых условиях.
По европейским стандартам определяется λ10 – коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при температуре 10°С (283°К). По-видимому эта температура выбрана потому, что при температуре окружающей среды в 10°С возникает необходимость отапливать дома, а, следовательно, и сберегать тепло. Надо отметить, что с падением температуры окружающей среды коэффициент теплопроводности (например λ-5 ) будет уменьшаться (улучшаться с точки зрения теплоизолирующей способности материала) при одинаковой влажности. Можно сказать, что λ10 – это «наихудший» коэффициент теплопроводности. Станет холоднее и теплоизоляция «заработает» лучше.
Согласно требованиям нормативных документов Российской Федерации определяется λ25 – коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при температуре 25°С (298°К). Эта величина еще более «строгая» по отношению к теплоизоляционным материалам – в реальности они «работают», то есть сберегают тепло при температурах гораздо ниже 25°С.
Учитывая общую глобализацию, взаимопроникновение капиталов и технологий, активную внешнюю торговлю, производители теплоизоляции указывают, как правило, оба коэффициента: λ10 и λ25, что позволяет оценить «устойчивость» теплоизоляционного материала к изменению температуры. Как правило, чем материал менее плотный, тем разница между λ10 и λ25 больше. Но оба эти коэффициента теплопроводности, по сути, лишь характеристики теплоизоляционных материалов, произведенных на заводе, упакованных в пачки и сложенных на складе.
Отдельно надо сказать о теплоизоляционных материалах, работающих при повышенных или пониженных температурах. Это, так называемая, техническая изоляция, используемая для поддержания необходимой температуры при различных технологических процессах. Так, например, для навивных минераловатных цилиндров, предназначенных для теплоизоляции горячих трубопроводов, определяются коэффициенты теплопроводности при температурах до 350°С. Они так и обозначаются: λ100, λ125, …, λ300, λ350. Для других видов технической изоляции определяются свои коэффициенты теплопроводности в зависимости от назначения и условий применения.
Таким образом, необходимое расчетное значение коэффициента теплопроводности λнеобходимое определяется назначением и условиями эксплуатации и является обязательной технической характеристикой теплоизоляционного материала.
Коэффициент теплопроводности. Выбираем «свою» теплоизоляцию
Коэффициент теплопроводности. Выбираем «свою» теплоизоляцию
Что такое коэффициент теплопроводности и для чего он нужен? Что значит «при 10 °С» или «при 100 °С»? Как правильно сравнить теплопроводность материалов. Первая статья Дмитрия Абрамова из серии «Своя теплоизоляция».
Что такое коэффициент теплопроводности
Точное определение коэффициента теплопроводности дано в своде правил СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».
Коэффициент теплопроводности — количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице.
Из СП 61.13330.2012
Здесь использованы следующие понятия:
Коэффициент — относительная величина, определяющая свойство какого-нибудь процесса или устройства.
Теплопроводность — свойство передавать теплоту от нагретых участков к более холодным.
Изотермическая поверхность — поверхность, температура которой одинакова во всех точках.
Температурный градиент — перепад температур.
По сути, это расчетный коэффициент, который показывает, сколько тепла проводит материал. Коэффициент теплопроводности обозначается символом λ (лямбда).
Для чего нужен коэффициент теплопроводности
Когда вы видите, что коэффициент тепловодности одного материала при 10 °С равен 0,034 Вт/мК, а другого 0,036 Вт/мК, при тех же условиях. Что это означает?
Благодаря коэффициенту теплопроводности вы можете сравнить, какой материал передает больше теплоты, а какой меньше. Чем меньше теплопроводность материала, тем лучшими теплоизоляционными свойствами он обладает.
Для примера сравните коэффициент теплопроводности материалов ALMALEN при 10 °С с другими вспененными полиэтиленами. Он имеет наименьшую теплопроводность в своем классе: от 0,032 Вт/мК до 0,034 Вт/мК.
А если пойти дальше, то коэффициент теплопроводности даст понимание, как изменяется количество передаваемого тепла через один и тот же материал в зависимости от температуры на поверхности изолируемого объекта. Количество передаваемого материалом тепла за промежуток времени называется тепловым потоком.
Определение теплового потока дано в ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме».
Тепловой поток — количество теплоты, проходящее через образец в единицу времени.
Из ГОСТ 7076-99
Что значит λ10, λ20, λ100 и так далее
Подробно разобраться в вопросе помогут нормативные документы. Возьмем, например, ГОСТ 32025-2012 (EN ISO 8497:1996) «Тепловая изоляция. Метод определения характеристик теплопереноса в цилиндрах заводского изготовления при стационарном тепловом режиме». Согласно этому методу:
λ10 — это коэффициент теплопроводности, полученный в результате испытаний при среднеарифметическом значении температуры теплоизоляции 10 °С. Среднеарифметическое значение температуры теплоизоляции — сумма температур на изолируемой поверхности и внешней поверхности теплоизоляции, разделенная пополам.
λ100 означает, что испытания проведены при среднеарифметическом значении температуры теплоизоляции 100 °С.
Как правильно сравнивать коэффициент теплопроводности разных материалов
Существуют различные методы определения коэффициента теплопроводности. При сравнении материалов необходимо всегда обращать внимание на сопоставимость и применимость таких методов. То есть необходимо сравнивать коэффициенты теплопроводности, взятые при одной и той же температуре и определенные по одному и тому же стандарту.
Например, по ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме» обычно определяют коэффициент теплопроводности при 25 °С. В то же время большинство европейских стандартов, например EN 12667:2001, определяют коэффициент теплопроводности при 10 °С.
Коэффициент теплопроводности одного и того же материала, измеренный при меньшей температуре, будет всегда иметь меньшее значение и выглядеть якобы предпочтительнее.
Когда кто-то сравнивает различные материалы по непонятно каким коэффициентам теплопроводности — бегите от такого «специалиста». В лучшем случае вы потеряете время.
Теплоизоляция что такое лямбда а
Блог о правильном строительстве зданий: дома, квартиры, дачи или бани, а также о том, как правильно сделать ремонт в подобных строениях. Все статьи я пишу основываясь на собственном строительном опыте, а также советах мастеров – моих знакомых. Читайте, подписывайтесь на обновления и делитесь с друзьями через социальные закладки.
В интернете второй десяток лет гуляют цифры теплопроводности различных утеплителей, где для каждого вида материала указаны достаточно широкие диапазоны значений, различающиеся порой в полтора-два раза. В теории эти цифры верны, но каковы реалии сегодняшнего дня, когда большинство утеплителей производятся на самом современном оборудовании и из качественных материалов?
Мы собрали в таблицу данные по теплопроводности наиболее популярных типов и марок утеплителей, в том числе и экологически чистых, которые поставляются в форме плит толщиной 50 или 100 мм. Большинство из них являются новинками последних двух-трех лет. Основной акцент был сделан на материалы, пригодные для вертикальных вентилируемых фасадов.
Важный момент! Производители оперируют несколькими коэффициентами теплопроводности. Они обозначаются как λ10, λ25, λА и λБ. Первые два определяют теплопроводность сухого материала при температурах 10 и 25 °С соответственно. Но в реальности такие условия эксплуатации практически недостижимы, потому инженеры в расчетах используют λА и λБ, которые соответствуют теплопроводности при 25 °С и влажности материала 2% и 5%. В таблице мы указали только λ10 и λА. Отличие λА от λБ обычно составляет 0,002 Вт/(м·°К) в большую сторону.
| Утеплитель | тип | Коэф. теплопроводности λ10, Вт/(м·°К) | Коэф. теплопроводности λА, Вт/(м·°К) |
| воздух* | 0,022 | 0,022 | |
| Пеноплекс Фасад | экструдированный пенополистирол | 0,030 | 0,031 |
| Пенопласт Knauf Therm Wall | пенополистирол | 0,040 | 0,032 |
| Шелтерэкострой Стандарт* | синтетическое негорючее волокно | 0,033 | 0,033 |
| Технониколь Carbon Eco | экструдированный пенополистирол | 0,029 | 0,034 |
| Isover Каркас-П32 | стекловата | 0,032 | 0,035 |
| Ursa Geo П-30 | каменная вата | 0,032 | 0,036 |
| Ursa Пенопласт ПСБ-С 35 | пенополистирол | 0,032 | 0,036 |
| Ursa Terra 34 | каменная вата | 0,034 | 0,037 |
| Isoroc Изолайт | каменная вата | 0,034 | 0,038 |
| Isoroc Изолайт-Люкс | каменная вата | 0,033 | 0,038 |
| Isover Венти | каменная вата | 0,035 | 0,038 |
| Paroc eXtra plus | каменная вата | 0,034 | 0,038 |
| Steico Flex 50 мм* | ДВП | 0,038 | 0,038 |
| Интерметал НПЭ 3050* | вспененный полиэтилен | 0,038 | 0,038 |
| Пенолон ППЭ 3050-Р* | сшитый вспененный полиэтилен | 0,038 | 0,038 |
| Эковер Стандарт 50 | каменная вата | 0,035 | 0,038 |
| Isover Каркас-П37 | стекловата | 0,036 | 0,039 |
| Rockwool Лайт Баттс Скандик | каменная вата | 0,036 | 0,039 |
| Изольна* | лен | 0,039 | 0,039 |
| Paroc eXtra | каменная вата | 0,036 | 0,040 |
| Ursa Geo П-15 | каменная вата | 0,037 | 0,041 |
| Пенополистирол ПСБ-С-35 | пенополистирол | 0,037 | 0,042 |
* – для этих материалов значения λА найти не удалось.
Обратите внимание, что все современные теплоизоляционные материалы имеют достаточно низкую теплопроводность. Лучшими являются плиты из экструдированного пенополистирола, но они имеют ограниченное применение. Разброс среди минеральных ват небольшой
15%, поэтому тут лучше ориентироваться на цену и применимость для тех или иных видов работ. Также приятно видеть, что все взятые нами экологически чистые утеплители не отстают от остальных по главному показателю.
Далее мы подсчитали стоимость 1м 3 утеплителя и сделали сортировку по этому параметру.
| Утеплитель | тип | Коэф. теплопроводности λа, Вт/(м·°К) | цена за м3 |
| Ursa Geo П-15 | каменная вата | 0,041 | 1100 |
| Rockwool Лайт Баттс Скандик | каменная вата | 0,039 | 1500 |
| Isoroc Изолайт | каменная вата | 0,038 | 1600 |
| Ursa Terra 34 | каменная вата | 0,037 | 1700 |
| Ursa Geo П-30 | каменная вата | 0,036 | 1700 |
| Paroc eXtra | каменная вата | 0,040 | 1800 |
| Пенопласт Knauf Therm Wall | пенополистирол | 0,032 | 1800 |
| Isover Каркас-П37 | стекловата | 0,039 | 1800 |
| Эковер Стандарт 50 | каменная вата | 0,038 | 1900 |
| Steico Flex 50 мм* | ДВП | 0,038 | 2300 |
| Шелтерэкострой Стандарт* | синтетическое негорючее волокно | 0,033 | 2800 |
| Isover Венти | каменная вата | 0,038 | 3750 |
| Изольна* | лен | 0,039 | 4700 |
| Пеноплекс Фасад | экструдированный пенополистирол | 0,031 | 4600 |
| Технониколь Carbon Eco | экструдированный пенополистирол | 0,034 | 4800 |
| Пенолон ППЭ 3050-Р* | сшитый вспененный полиэтилен | 0,038 | 18000 |
Ursa Geo П-15 относится к минеральным ватам низкой плотности, потому ее монтаж на вертикальные фасады может проводиться с ограничениями, и в таблице она присутствует лишь для примера. В остальном видно, что наиболее выгодными являются утеплители из минеральной ваты, типичный показатель коэффициента теплопроводности λА для которых составляет 0,038 Вт/(м·°К).
Коэффициент теплопроводности. Выбираем «свою» теплоизоляцию
Что такое коэффициент теплопроводности и для чего он нужен? Что значит «при 10 °С» или «при 100 °С»? Как правильно сравнить теплопроводность материалов. Первая статья Дмитрия Абрамова из серии «Своя теплоизоляция».
Что такое коэффициент теплопроводности
Точное определение коэффициента теплопроводности дано в своде правил СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».
Коэффициент теплопроводности — количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице.
Из СП 61.13330.2012
Здесь использованы следующие понятия:
Коэффициент — относительная величина, определяющая свойство какого-нибудь процесса или устройства.
Теплопроводность — свойство передавать теплоту от нагретых участков к более холодным.
Изотермическая поверхность — поверхность, температура которой одинакова во всех точках.
Температурный градиент — перепад температур.
По сути, это расчетный коэффициент, который показывает, сколько тепла проводит материал. Коэффициент теплопроводности обозначается символом λ (лямбда).
Для чего нужен коэффициент теплопроводности
Когда вы видите, что коэффициент тепловодности одного материала при 10 °С равен 0,034 Вт/мК, а другого 0,036 Вт/мК, при тех же условиях. Что это означает?
Благодаря коэффициенту теплопроводности вы можете сравнить, какой материал передает больше теплоты, а какой меньше. Чем меньше теплопроводность материала, тем лучшими теплоизоляционными свойствами он обладает.
Для примера сравните коэффициент теплопроводности материалов ALMALEN при 10 °С с другими вспененными полиэтиленами. Он имеет наименьшую теплопроводность в своем классе: от 0,032 Вт/мК до 0,034 Вт/мК.
А если пойти дальше, то коэффициент теплопроводности даст понимание, как изменяется количество передаваемого тепла через один и тот же материал в зависимости от температуры на поверхности изолируемого объекта. Количество передаваемого материалом тепла за промежуток времени называется тепловым потоком.
Определение теплового потока дано в ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме».
Тепловой поток — количество теплоты, проходящее через образец в единицу времени.
Из ГОСТ 7076-99
Что значит λ10, λ20, λ100 и так далее
Подробно разобраться в вопросе помогут нормативные документы. Возьмем, например, ГОСТ 32025-2012 (EN ISO 8497:1996) «Тепловая изоляция. Метод определения характеристик теплопереноса в цилиндрах заводского изготовления при стационарном тепловом режиме». Согласно этому методу:
λ10 — это коэффициент теплопроводности, полученный в результате испытаний при среднеарифметическом значении температуры теплоизоляции 10 °С. Среднеарифметическое значение температуры теплоизоляции — сумма температур на изолируемой поверхности и внешней поверхности теплоизоляции, разделенная пополам.
λ100 означает, что испытания проведены при среднеарифметическом значении температуры теплоизоляции 100 °С.
Как правильно сравнивать коэффициент теплопроводности разных материалов
Существуют различные методы определения коэффициента теплопроводности. При сравнении материалов необходимо всегда обращать внимание на сопоставимость и применимость таких методов. То есть необходимо сравнивать коэффициенты теплопроводности, взятые при одной и той же температуре и определенные по одному и тому же стандарту.
Например, по ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме» обычно определяют коэффициент теплопроводности при 25 °С. В то же время большинство европейских стандартов, например EN 12667:2001, определяют коэффициент теплопроводности при 10 °С.
Коэффициент теплопроводности одного и того же материала, измеренный при меньшей температуре, будет всегда иметь меньшее значение и выглядеть якобы предпочтительнее.
Когда кто-то сравнивает различные материалы по непонятно каким коэффициентам теплопроводности — бегите от такого «специалиста». В лучшем случае вы потеряете время.
Минеральная вата. Мифы и реальность
| Рис. 2. Теплопроводность |
Миссия ЗАО «ИЗОРОК»: Мы занимаемся бизнесом для решения проблем энергосбережения в России, сохранения ее энергетических ресурсов, а значит, улучшения условий человеческой жизни. Все наши действия измерены с точки зрения достижения именно этой цели.
Потребителю на рынке предлагается огромное количество теплоизоляционных материалов. Сделать правильный выбор непросто: недоговорки и некомпетентность продавцов, уловки недобросовестных производителей зачастую вводят в заблуждение.
ЗАО «Изорок» начинает публикацию цикла статей, направленных на развенчание наиболее устоявшихся мифов и разъяснение основных потребительских свойств теплоизоляционных материалов.
Измеряется в количестве теплоты (Вт), проходящей через 1 м2 материала толщиной 1 метр, при разнице температур на противоположных поверхностях в 1°С (рис. 2).
Минераловатные утеплители состоят из тончайших, хаотично расположенных волокон, переплетенных между собой, и пор, заполненных воздухом. В подобных материалах, тепловой поток передается тремя путями.
На коэффициент теплопроводности утеплителей из минеральной ваты существенное влияние оказывают температура и влажность, при которых производится измерение.
Обычным заблуждением потребителя является убеждение в том, что «Я» одна. Зная эту цифру, можно правильно выбрать лучший материал. Однако измерение коэффициента теплопроводности производят при различных температурах и влажности и получают при этом разные значения.
Потребитель, не разобравшись в этих тонкостях, делал ошибочный вывод о превосходстве материалов иностранного производства, хотя основная разница была достигнута за счет другой температуры, при которой производятся измерения.
На сегодняшний день основными общепринятыми для минераловатных утеплителей являются следующие условия измерений коэффициента теплопроводности:
— в сухом состоянии при температуре 10 °С и 25 °С, обозначаются
— во влажном состоянии при влажности 2% и 5% по массе и температуре 25°С («λА»; «λБ»).
Чем меньше значение коэффициента теплопроводности, тем более эффективным является теплоизоляционный материал.
Современные ограждающие конструкции представляют собой систему, которая должна удовлетворять многим требованиям: обладать высокой несущей способностью, долговечностью, защищать от потерь тепла и воздействий окружающей среды и быть экономичной. Строительного материала, в полной мере отвечающего всем этим требованиям, не существует. По этой причине ограждающие конструкции выполняются многослойными. В соответствии со своим назначением слои выполняются из различных материалов, которые в свою очередь, имеют разные показатели теплопроводности.
Чем больше численное значение «R», тем лучше конструкция защищает от потерь тепла. В упрощенном виде термическое сопротивление ограждающей конструкции находится по формуле: R=δ/λ, где δ-толщина материала в метрах. Конструкция должна соответствовать требуемым нормам, для этого ее термическое сопротивление должно быть не менее требуемого. Требуемое термическое сопротивление находится по СНиП 23-02-2003 и зависит от района застройки, назначения здания и типа ограждающей конструкции. Например, для наружной стены жилого дома в г. Москве: RTpCTeH =3,16 м2 °С/Вт. По формуле δ=RTpCTe/A находим, что для обеспечения требуемой теплоизоляции стены жилого дома для г.Москвы потребуется: 139 мм материала «Изолайт»; 569 мм древесины; 1643 мм кирпича (плотностью 1200 кг/м3); 822 мм газобетона (рис. 3). Как видите, все не так уж и сложно, Вы можете самостоятельно рассчитать приблизительную требуемую толщину ограждающей конструкции.
Следующее распространенное заблуждение касается зависимости между коэффициентом теплопроводности и плотностью. Считается, что чем меньше плотность материала, тем теплопроводность ниже, т.е. лучше с точки зрения утепления. Это справедливо, но до определенного момента. Действительно, при снижении плотности волокнистого материала уменьшается количество волокон на единицу объема, снижается площадь контакта между ними и передача тепла также падает. Однако одновременно с этим увеличивается размер пор, и тепло все активнее начинает передаваться путем конвекции (перемещение нагретого воздуха). Для минераловатных утеплителей существует плотность, назовем ее оптимальной, при которой значение теплопроводности минимальное, и при снижении или увеличении плотности теплоизолирующие свойства материала начинают ухудшаться. Для минераловатных утеплителей на основе каменного волокна минимальная теплопроводность достигается при плотности около 50 кг/м3 ±10 кг/м3 и дальнейшее снижение плотности, с точки зрения теплоизоляционных свойств вызывает сомнение! (см. рис. 4).
 |
| Рис 5. Этикетка. |
Теплопроводность является важным, но не единственным показателем, характеризующим утеплитель. В современных условиях к теплоизоляционным материалам, в зависимости от конструкции здания, предъявляется множество жестких требований касающихся прочности, долговечности, негорючести, безопасности для человека и т.д. Для максимального соответствия этим требованиям ЗАО «Изорок» производит широкий ассортимент утеплителей плотностью от 40 кг/м3 до 175 кг/м3.
Продукция ЗАО «Изорок» соответствует современным стандартам качества, что подтверждено соответствующими сертификатами, опытом применения материалов в различных климатических условиях России и положительными отзывами потребителей.
В следующих наших материалах специалисты ЗАО «Изорок» приложат необходимые усилия для того, чтобы доступно разъяснить уважаемым читателям значения других важных технических характеристик современных утеплителей из минеральной ваты.