Теплопроводность. Коэффициент теплопередачи - что это значит?

Еще на этапе проектирования дома один из элементов, на который должен обратить внимание архитектор, - это разработка надлежащего утепления внешних перегородок. Решающим фактором надлежащей изоляции является коэффициент теплопередачи, который не должен превышать предельное значение - это, в свою очередь, регулируется действующими нормативами. Поэтому в следующей статье я представляю определение коэффициента теплопередачи и обсуждаю, как его предельное значение изменилось за последние несколько лет!

В последнее время много говорят о техническом прогрессе в строительном секторе, о развитии возобновляемой энергетики, растущем интересе к фотоэлектрической энергии, а ужесточение правил защиты от смога способствует популяризации систем отопления на основе тепловых насосов. Между тем именно строительные материалы во многом определяют, будет ли наш дом прочным, теплым и энергоэффективным. Для этого каждая стена и перегородка дома должна соответствовать определенным требованиям по теплоизоляции. Хорошо утепленный дом создает комфортные тепловые условия - зимой тепло, а летом прохладно.

Поэтому дом должен быть утеплен специальными изоляционными материалами определенной толщины. Чтобы плавно переходить к утеплению перегородок, стоит знать, какое значение U требуется, каков коэффициент теплопроводности λ и какие материалы использовать для строительства стен, чтобы они оставались теплыми.

Что такое коэффициент теплопередачи?

Обратите внимание, что в архитектурном проектировании и строительстве, каждый отсек вне дома, то есть. Стеновые, кровельные, напольные или даже окна и двери вычисленный коэффициент теплопередачи, обозначенное U. Этот коэффициент выражается в единицах Вт / (м 2 · К) и определяет количество теплового потока через единицу площади данной перегородки здания - чем ниже индекс для данной перегородки, тем меньше тепловые потери и теплая перегородка. 

Например, для внешних стен требуемое значение U в настоящее время составляет 0,20 Вт / (м² · K) - в 2013 году это значение составляло 0,30 Вт / (м² · K).   После внесения изменений в СНиП в 2014, 2017 и 2021 годах этот коэффициент был постепенно ужесточен во всех стенах и перегородках. Это означает, что стены, построенные в настоящее время в соответствии с WT2021, требуют гораздо большей толщины изоляции, чем стены, требуемые после 2017 года. Эти изменения связаны с необходимостью адаптации российских строительных норм в области снижения энергопотребления жилых и общественных зданий.

Помните: параметром, описывающим перегородку здания с точки зрения теплоизоляции, является коэффициент теплопередачи U, выраженный в единицах Вт / (м² · K). Его предельные значения для строительных перегородок указаны в постановлении о технических условиях, которым должны отвечать здания, и их расположении. Согласно действующим нормам (с 1 января 2021 г.) требуемый коэффициент U для внешних стен не должен превышать 0,20 Вт / (м² · K). Стоит отметить, что эти параметры циклически ужесточаются каждые несколько лет - до недавнего времени действовал предельный коэффициент теплопередачи 0,23 Вт / (м² · К).

От чего зависит коэффициент теплоотдачи?

Проще говоря, коэффициент теплопередачи скажет нам, к каким потерям тепла нам нужно подготовиться и будут ли счета за отопление высокими или низкими. Величина этого коэффициента зависит от другого параметра - коэффициента теплопроводности λ (лямбда). Этот коэффициент задается в единицах Вт / (м . К), который определяет величину теплового потока через изоляционный материал заданной толщины. Современные теплоизоляционные материалы, такие как минеральная вата, имеют лучшие тепловые параметры, чем традиционные материалы. Их коэффициент теплопроводности λ составляет от 0,038 до 0,032 Вт / (м · К). Чем менее теплопроводный материал (имеет меньшее значение λ), тем лучше он подходит для теплоизоляции.

Утеплить стены по-новому - согласно WT2021

При проектировании здания архитекторы и промышленные дизайнеры придерживаются последней версии Акта технических условий, которым должны соответствовать здания и их расположение. В соответствии с требованиями WT2021 - проектируемые внешние стены должны соответствовать значению U не выше 0,20 Вт / (м² · К). Например, двухслойная стена толщиной 24 см из газобетонных блоков будет соответствовать требованиям к изоляции - при утеплении каменной ватой мин. 12 см с лямбда-коэффициентом 0,036 Вт / (м · К). Как вариант, стена из керамического пустотелого кирпича толщиной 25 см потребуется утеплитель из пенополистирола, мин. 15 см с коэффициентом λ = 0,036 Вт / (м · К).

В случае с трехслойными стенами ситуация несколько иная. Допустим, у нас есть стена из силикатных блоков. 18 см, с коэффициентом λ блоков 0,46 Вт / (м · К). Утеплитель выполнен из минеральной ваты толщиной 16 см и коэффициент λ = 0,036 Вт / (м · К). Между теплоизоляцией и фасадным слоем необходимо продумать вентиляционный зазор в несколько сантиметров. Создание такого зазора обеспечивает свободный отвод проникающего водяного пара между слоями, так что вода не капает на перегородку навесной стены, что, в свою очередь, приводит к отсыреванию изоляционного материала. Защитный слой обычно выполняется из силикатного кирпича толщиной 12 см и коэффициент λ = 0,61 Вт / (м · К). Только в этом варианте стена будет термостойкой - медленно нагревается, хорошо аккумулирует тепло и медленно остывает.

Стоит ли экономить на утеплении дома?

Если мы собираемся построить дом и ищем подходящие строительные материалы - стоит брать те материалы, которые имеют низкий коэффициент теплопроводности λ. На утеплении нашего дома экономить не стоит, ведь экономия только кажущаяся. Стены, утепленные более слабым или более тонким материалом, будут более холодными и менее прочными, что связано с дополнительными затратами на содержание здания и, в конечном итоге, с худшим коэффициентом теплопередачи всей перегородки здания.

Хороший изоляционный материал также может выдерживать повышенную влажность. Минеральная вата обладает такой особенностью, которая благодаря гидрофобизации предотвращает намокание материала и, как следствие, сохраняет свои параметры. Кроме того, важна долговечность материала - минеральная вата  не окисляется и не теряет своих параметров до 55 лет, благодаря чему у нас есть гарантия стабильности теплоизоляции на протяжении всего срока эксплуатации здания.

Следовательно, выбор хороших изоляционных материалов приведет к более высоким инвестиционным затратам, но эти затраты окупятся через несколько лет эксплуатации дома - благодаря более низким расходам на отопление дома.