Каким должен быть коэффициент теплопроводности минеральной ваты

Оглавление:

  • Характеристика материала
    • Где применяется минеральная вата
  • Теплопроводность материала
    • Теплопроводность минеральной ваты
    • Теплопроводность и толщина материала
  • Токсичность материала

Строительство важная отрасль, которая охватывает практически все сферы деятельности людей. На сегодняшний день очень активно развивается частное строительство. Большое внимание уделяется вопросу утепления зданий и сооружений. От этого зависит их долговечность и другие эксплуатационные характеристики. В настоящее время известно множество теплоизоляционных средств. Немаловажное значение имеет такая характеристика, как коэффициент теплопроводности минеральной ваты.

Важным свойством минваты можно считать ее устойчивость к различного рода деформациям, высокую прочность на разрыв, при механических воздействиях.

На рынке имеется широкий ассортимент теплоизоляционных материалов. Он включает в себя стекловату, минеральную вату, асбест, пенопласт, пенополиуретан и многие другие. Минеральная вата является одним из самых доступных товаров. Ее используют уже несколько десятилетий. Несмотря на бурный научно-технический прогресс, она используется и по сей день. Она имеет свои положительные и отрицательные стороны при использовании. Рассмотрим более подробно, каково значение в строительном деле этого материала.

Характеристика материала

Минеральная вата представляет собой материал, в основе которого лежит минеральный компонент. Это собирательное понятие, которое включает в себя несколько разновидностей теплоизоляционного материала. В него входит каменная, шлаковая и стекловата. Все они значительно отличаются друг от друга. Для каждой разновидности характерна собственная волокнистость. Она может быть вертикальной, горизонтальной, гофрированной. От этого во многом зависит область ее применения в строительной сфере.

К преимуществам ваты минеральной относится:

Виды минеральной ваты по плотности.

  • хорошая устойчивость к высокой и низкой температуре,
  • устойчивость к воздействию химических агентов,
  • высокие теплоизоляционные характеристики,
  • плохая проводимость звука.

Все это обеспечивает массовое распространение ее в строительстве. Не нужно забывать и про то, что она является экологически чистым продуктом. Это означает, что она безопасна в использовании. Она не выделяет в окружающий воздух вредных токсинов даже при нагревании. В процессе использования ее для внутренних работ огромное значение имеет такая характеристика, как способность пропускать пары. Она отлично пропускает пар, благодаря чему поддерживается оптимальная влажность в помещении. Несмотря на все это, есть у нее и недостатки. Основной минус этого материала невысокая устойчивость к механическим повреждениям.

Где применяется минеральная вата

Вата на минеральной основе имеет низкий коэффициент теплопроводности. Благодаря этому она может применяться практически везде. Во-первых, она нашла применение при изоляции горячих ограждающих конструкций. Обеспечивается это тем, что минеральная вата безопасна в пожарном отношении, опережая по данному показателю некоторые более дорогие изоляционные средства. Во-вторых, областью ее применения является изоляция ограждающих поверхностей различных зданий. Но здесь есть одно условие: изоляция должна быть не нагружаемой.

Структура минеральной ваты и эковаты.

В-третьих, она используется в системе утепления фасадов зданий. В-четвертых, очень часто ее используют в системе внутреннего утепления конструкций. В последнем случае речь идет о панелях из железобетона или простого бетона. В-пятых, минеральная вата применяется в системе отопления, в частности при возведении и эксплуатации трубопроводов. В-шестых, данный материал является утеплителем различного промышленного оборудования. В-седьмых, вата нашла применение при строительстве плоских кровель.

Особенно часто это наблюдается при отсутствии бетонной стяжки. В-восьмых, бани, стены домов тоже возводятся с использованием ваты минеральной.

Теплопроводность материала

Известно, что любое нагретое тело способно отдавать свое тепло в окружающую среду или близко расположенным другим предметам. При этом отдача тепла (энергии) осуществляется с определенной скоростью. Чем выше скорость отдачи тепла, тем выше теплопроводность материала.

Сравнительные характеристики разных видов минеральной ваты.

Теплопроводность представляет собой свойство какого-либо тела пропускать через себя и отдавать определенное количество тепла. Все строительные материалы имеют свою теплопроводность. Она определяет качество материала и сферу его применения. Объем отдаваемой энергии можно оценить количественно. Для этого определяется коэффициент теплопроводности.

Твердые материалы (металлы и их сплавы) не в состоянии долго удерживать тепло, поэтому металлические сооружения требуется дополнительно утеплять. Существует такое понятие, как теплоизолятор. Это материал, который имеет низкий коэффициент теплопроводности. К таким материалам относится пенопласт, кирпич, минеральная вата. Интересен тот факт, что теплопроводность может варьировать в широких пределах. Коэффициент теплопроводности зависит от структуры материала, его плотности, влажности и некоторых других свойств.

Теплопроводность минеральной ваты

Теплопроводность ваты зависит от ее состава и марки. Коэффициент теплопроводности при этом составляет от 0,038 до 0,055 Вт/м*К. Если сравнивать его с таковым у воздуха, то последний равен 0,027 Вт/м*К. Известно, что воздух хорошо удерживает тепло. У него практически самый низкий коэффициент теплопроводности. Таким образом, минеральная вата по данному критерию является очень качественным материалом.

Важно, что коэффициент теплопроводности будет ниже у тех марок, которые имеют более рыхлую структуру.

Схема производства минеральной ваты.

Наблюдается это, потому что при хаотичном расположении минеральных волокон значительно повышается воздушная емкость материала, а воздух задерживает тепловую энергию.

Например, коэффициент теплопроводности легкой ваты равен 0,045 Вт/м*, а тяжелой 0,055 Вт/м*К. Такой же коэффициент теплопроводности имеет вата на основе хлопка. Все это отражается на ее эксплуатационных характеристиках. Несмотря на это, существуют теплоизоляционные материалы, имеющие более низкую теплопроводность. К ним относится пенополистирол. Коэффициент теплопроводности его составляет 0,034 Вт/м*К. Но если сравнивать каменную вату и пенополистирол по другим критериям, например, по пожаробезопасности, то минеральная вата здесь впереди.

Теплопроводность и толщина материала

Нетрудно догадаться, что теплопроводность определяет объем и толщину материала для осуществления теплоизоляционных работ. Если брать во внимание стекловату, то ее коэффициент теплопроводности равен 0,044 Вт/м*К. Благодаря несложным расчетам удалось установить, что при утеплении зданий и сооружений толщина этого материала должна быть равной 189 мм. Если сравнивать данный показатель с кирпичом, у которого теплопроводность намного выше, то кирпич уступает вате по способности удерживать тепло. При этом толщина кирпичной кладки должна равняться 1460 мм.

Высокая теплопроводность характерна и для всеми любимого бетона. Коэффициент теплопроводности для него равен 1,5 Вт/м*К. Все это свидетельствует о том, что бетонные и кирпичные конструкции нуждаются в дополнительном утеплении. Говоря о преимуществах минеральной ваты над другими материалами, нельзя не упомянуть то, что вата не дает усадки, имеет невысокую стоимость и большой срок эксплуатации. Нередко он достигает более 50 лет.

Токсичность материала

Рассматривая особенности этого изоляционного средства, нельзя не остановиться на его экологической безопасности. Как и многие изоляционные материалы, вата подвергалась многочисленным лабораторным исследованиям.

На основании их было установлено, что изделия на основе минеральной ваты не являются канцерогенами для человека, то есть они не способны вызвать раковые заболевания. Всего было выделено 4 группы веществ в зависимости от их канцерогенного влияния на организм. Первая включала вещества, опасные для человека. Сюда входит всем известный асбест. Ко второй категории относятся потенциальные канцерогены. Вата минеральная включена в 3 категорию. Что же касается 4 группы, то в нее включены агенты, опасность которых еще до конца не изучена.

Таким образом, теплопроводность является важным критерием при выборе того или иного изоляционного материала. Рассматриваемый материал по данному показателю уступает немногим современным товарам. Коэффициент теплопроводности в большей степени зависит от химического состава и плотности изделий. Чем легче и рыхлее материал, тем хуже он пропускает воздух и тем теплее будет та или иная конструкция. Вата минеральная чаще всего выпускается в форме листов различного размера.

Толщина листов подбирается в зависимости от типа конструкции. Если правильно организовать теплоизоляцию, то можно увеличить срок службы здания или сооружения, а также улучшить микроклиматические условия в помещении.

Реальные характеристики теплопроводности минваты.

Как некачественная установка минеральной ваты приводит к уменьшению термического сопротивления стен на 30%? 

Немало говорится о недостатках в монтаже тепловой изоляции, однако количественной оценки, связанной с плохой установкой утеплителя, сделано не так много.По этой причине интересно исследование Oak Ridge National Laboratory (ORNL), которое наглядно показывает ухудшение термического сопротивления R в процентах. В данном случае исследовалась минераловатная теплоизоляция, установленная в каркасную стену. 

Проведенные исследования показали колоссальные потери термического сопротивления (до 30%), связанные с различного рода дефектами при установке в конструкцию (некачественной установки в каркасы, в углах, сопряжений стен с потолками и полами, а также при установке различного оборудования (электрического и сантехнического). Проведенные исследования характеристик теплопроводности минеральной ваты показывают, что смонтированная в заводских условиях минвата имеет более низкий, чем заявлен производителем, коэффициент теплопроводности. К примеру, если указан коэффициент R11 и R19 – это означает, что реально материал имеет R10.8 и R16.5, а уже смонтированный в конструкцию ограждения — R9.7 и R13.7. Таким образом, реальные показатели термического сопротивления минеральной ваты на 11% и 28% соответственно ниже, чем указано на номинале. При чем расчет данных показателей не учитывает воздухопроводность материала, которая у минваты достаточно высокая. 

Результаты исследований показывают, что: 

  • Минеральная вата с номинальным коэффициентом теплопроводности R19 перед монтажом имеет лишь R17.4 
  • Минеральная вата с заявленным показателем теплопроводности R19 в идеальных условиях установки (т.е. в заводских условиях) имеет лишь R17. 
  • Минеральная вата с заявленным показателем теплопроводности R19 в обычных условиях установки имеет лишь R13. 7 – т.е. на 28% ниже заявленного показателя. 

Чтобы повысить теплоизоляционные свойства минераловатных утеплителей, мы рекомендуем следующие методы:

  • при утеплении зданий снаружи использовать ветрозащиту; 
  • при внутреннем утеплении монтировать пароизоляционную пленку; 
  • обязательное устройство вентзазора, обеспечивающего вывод влаги и пара;
  • использовать на 30% больше минераловатных утеплителей. Это позволит достичь внутри помещений необходимой температуры относительно той цифры, что рекомендует производитель. В частности, на кровле необходимо использовать 26 см утеплителя против указанных производителем 20 см, а на стенах каркасных зданий – 24 см против 18 см, рекомендованных производителем (для климатических условия Москвы и Санкт-Петербурга). 

Обращаем Ваше внимание, что даже соблюдение перечисленных рекомендаций не сможет гарантировать Вашему дому долговечное тепло. Так как срок службы минваты составляет порядка 5-7 лет, в течение которых утеплитель существенно теряет свои первоначальные свойства, такая теплоизоляция накапливает много влаги и деформируется, позволяя холодному воздуху проникать во внутренние помещения. Для более долговечной теплоизоляции, позволяющей к тому же экономить около 50% тепла, стоит выбрать утеплитель с использованием напыляемого пенополиуретана.

Более подробную консультацию можно получить у наших специалистов в Вашем регионе
или позвонить в call-центр:
+7 923 775-13-44 / +7 923 775-13-22

Сенсоры и материалы

Специальный выпуск по сенсорным технологиям
Приглашенный редактор, Ши-Чен Ши (Национальный университет Ченг Кунг) и Тао-Хсин Чен (Национальный Гаосюнский научно-технический университет) здесь)
  • Тройные дифференциальные катушки для дефектоскопии днища рельса с использованием демодуляции за один цикл
    Yong Li, Liyun Ou, Na Li и Zhe Tan
  • Поли(метилметакрилат, армированный SiO2): трибологические характеристики как датчик срока службы
    Shih-Chen Shi, Xin-Xing Zeng, Tao-Hsing Chen, Chih-Chia Wang и Yue-Feng Lin
  • Оптические и электрические свойства двухслойных тонких пленок ITO:Ga/Ag для фотосенсорных приложений
    Yen-Chen Chang, Tao-Hsing Chen, Tsai-Dan Chang, Sheng-Lung Tu и Yun-Hwei Shen

Специальный выпуск о технологиях датчиков и анализа данных для среды обитания, здравоохранения, управления производством и инженерного/научного образования Заявления
Приглашенный редактор, Chien-Jung Huang (Национальный университет Гаосюн), Rey-Chue Hwang (Университет I-Shou), Ja-Hao Chen (Университет Feng Chia) и Ba-Son Nguyen (Университет Lac Hong)
Заявка на получение статьи

  • Принятые статьи (нажмите здесь)
    • Характеристика усилителя мощности задающего генератора на Cr:CdSe
      Шу Айкава, Масаки Юмото, Томохико Сайто и Сатоши Wada

    • Специальный выпуск о сенсорных технологиях в инфракрасном диапазоне и их применении
    Приглашенный редактор, Satoshi Wada (RIKEN)
    Требование к статье

  • Принятые статьи (нажмите здесь)
    • Implantable Multimod al Сенсорное устройство для одновременной визуализации и Электрофизиологическая запись активности мозга мыши
      Кендзи Суги, Киётака Сасагава, Рёма Окада, Ясуми Ота, Хиронари Такехара, Макито Харута, Хироюки Таширо1 и Джун Охта
    • Характеристика усилителя мощности главного генератора Cr:CdSe
      Шу Айкава, Масаки Юмото, Томохико Сайто и Сатоши Wada

    • Специальный выпуск, посвященный биосенсорным устройствам и системам
    Приглашенный редактор, Такатоки Ямамото (Токийский технологический институт)
    Прием статей

  • Принятые статьи (нажмите здесь)
    • Имплантируемое мультимодальное сенсорное устройство для одновременной визуализации и электрофизиологической регистрации активности мозга мыши
      Кенджи Сугие, Киётака Сасагава, Риома Окада, Ясуми Охта, Хиронари Такехара, Макито Харута, Хироюки Таширо1 и Джун Охта
    • Разработка NIR с шагом пикселя 4 мкм Многоспектральный датчик изображения и его применение в безбликовой цветной NIR-камере глазного дна
      Мотоши Собуэ, Хиронари Такехара, Макито Харута, Хироюки Таширо, Киётака Сасагава, Рё Кавасаки и Джун Охта

    • Специальный выпуск о передовых процессах микропроизводства для МЭМС/НЭМС
    Приглашенный редактор, Хироши Тосиёси (Токийский университет)
    Приглашение к публикации

    Специальный выпуск по передовой робототехнике и биомиметике
    Приглашенный редактор, Масаки Ямагути (Университет Шиншу)
    Приглашение к публикации

  • Принято документы (нажмите здесь )
    • Экспериментальный анализ генерации аэродинамической силы и движения крыла, связанного с роботом с хлопающим крылом, работающим по принципу бабочки с одним двигателем
      Shogo Miyasaka, Chang-kwon Kang и Hikaru Aono

    • Специальный выпуск о передовых микро/наноматериалах для различных сенсорных приложений (избранные статьи ICASI 2022)
    Приглашенный редактор, Sheng-Joue Young (Национальный объединенный университет) 900 04 Веб-сайт конференции
    Заявка на подачу доклада

    Специальный выпуск Международной мультиконференции по инженерным и технологическим инновациям 2022 (IMETI2022)
    Приглашенный редактор, Вэнь-Сян Се (Национальный университет Формозы)
    Веб-сайт конференции

    Специальный выпуск о сенсорных технологиях для IoT для повышения благосостояния
    Приглашенный редактор, Такаси Оябу (Международный обменный центр Нихонкай)
    Требование к докладу

  • Принятые доклады (нажмите здесь)
    • How to Move Automatic Поддоны для повышения эффективности выезда на стоянку автомобилей
      Shinichi Funase, Haruhiko Kimura, and Hidetaka Nambo

    • Специальный выпуск о последних тенденциях в области электрохимического биосенсорного анализа
    Приглашенный редактор, Куми Ю. Иноуэ (Университет Яманаси)
    Приглашение на работу

    Специальный выпуск о передовых сенсорных технологиях и их применении для распознавания действий человека и животных и понимания поведения
    Приглашенный редактор, Каори Фудзинами (Токийский сельскохозяйственный университет) и технологии)
    Заявка на получение статьи

    Специальный выпуск о датчиках и искусственном интеллекте для умных образовательных сред
    Приглашенный редактор, Чжи Сянь Ся (Национальный Иланский университет)
    Заявка на получение статьи

    Специальный выпуск по интеллектуальным методам обнаружения и интеллектуальным материалам для снижения выбросов углерода и энергосбережения
    Приглашенный редактор, Cheng-Chi Wang (Национальный технологический университет Чин-Йи)
    Заявка на получение статьи

    Специальный выпуск о сборе сигналов, обработке и системной интеграции в приложениях автоматизации
    Приглашенный редактор, Hsiung-Cheng Lin (Национальный технологический университет Чин-Йи)
    Требование к статье

    Специальный выпуск об инновациях сенсорных приложений и связанных с ними технологий в IoT
    Приглашенный редактор, Teen-Hang Meen (Национальный университет Формозы), Wenbing Zhao (Кливлендский государственный университет) и Cheng-Fu Yang (Национальный университет Гаосюна)
    Call for paper

    Специальный выпуск Sensor for Society
    Приглашенный редактор, Аринори Инагава (Университет Уцуномия), Юкико Мориива (Токийский университет фармации и наук о жизни) и Ацуси Сёдзи (Токийский университет фармации и наук о жизни)
    Требование к статье

    Специальный выпуск по инновационным подходам к мониторингу леса с использованием методов зондирования
    Приглашенный редактор, Heesung Woo (Кангвонский национальный университет) Различные датчики (избранные доклады с ICSEVEN 2023)
    Приглашенный редактор, Чиен-Юнг Хуан (Национальный университет Гаосюн), Му-Чун Ван (Мингсинский научно-технический университет), Ши-Хун Лин (Медицинский университет Чунг-Шань), Джа -Хао Чен (Университет Фэн Цзя)
    Веб-сайт конференции
    Заявка на подачу доклада

    Специальный выпуск по технологиям зондирования и анализа данных для среды обитания, здравоохранения, управления производством и приложений инженерного/научного образования
    Приглашенный редактор, Chien-Jung Huang (Национальный университет Гаосюна), Rey-Chue Hwang (Университет I-Shou), Ja-Hao Chen (Университет Feng Chia), Ba-Son Nguyen (Университет Lac Hong)
    Прием документов

    Специальный выпуск по электрохимическим датчикам для экологических и биомедицинских приложений
    Приглашенный редактор, Ясуаки Эйнага (Университет Кэйо)
    Приглашение к публикации

    Специальный выпуск о передовых технологиях сбора и обработки данных для умного сообщества и разумной жизни
    Приглашенный редактор, Тацуя Ямадзаки (Университет Ниигата)
    Приглашение к публикации

    Какими параметрами должна обладать хорошая минеральная вата?

    Минеральная вата – один из самых популярных материалов для утепления домов и квартир. Поэтому стоит знать, на какие параметры следует обращать внимание при его покупке, чтобы он выполнял не только свою теплоизоляционную задачу, но и улучшал акустику помещения и гарантировал огнестойкость в случае пожара

    Какую минеральную вату выбрать – стеклянную или каменную?

    Минеральная вата — это продукт, который подразделяется на множество категорий, и одна из них относится к материалам, используемым для ее производства. В связи с этим различают стеклянную минеральную вату и каменную минеральную вату

    Стеклянную минеральную вату

    Этот тип минеральной ваты изготавливается путем плавления, как следует из названия, кварцевого песка, стеклобоя, известняка и габбро. Стекловата характеризуется меньшей плотностью, , поэтому он менее устойчив к сжатию и высокой температуре

    Каменная минеральная вата

    С другой стороны, каменная вата, или каменная вата, как ее некоторые называют, изготавливается из таких камней, как базальт, габбро, доломит или известняк. Иногда для его производства также используются отходы, такие как шлак или минеральные брикеты. Это чаще всего используется для промышленных зданий, изоляции дымоходов и любых мест, где будет подвергаться сильному сжатию

    5 наиболее важных параметров минеральной ваты, на которые следует обратить внимание

    Выбор соответствующего вида минеральной ваты для данной поверхности – это еще не все. Также необходимо обратить внимание на его ключевые параметры, позволяющие добиться наилучших результатов. К пяти наиболее важным параметрам относятся: коэффициент теплопроводности, толщина, класс горючести и паропроницаемость и сопротивление

    Теплопроводность

    Это один из важнейших параметров, на который следует обращать внимание. От этого зависит эффективность произведенной теплоизоляции. Однако стоит помнить, что, вопреки видимости, чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше теплоизоляционные параметры стекловаты , а это, в свою очередь, приводит к меньшим счетам за отопление осенью и зимой

    instagram.com/p/BslQb5rF_fs/?utm_source=ig_embed&utm_campaign=loading» data-instgrm-version=»13″>

    Посмотреть этот пост в Instagram.

    Пост, которым поделилась Агнешка ? (@aga_z_zielonego_wzgorza)

    Минеральная вата толщиной 20 сантиметров должна иметь коэффициент теплопроводности 0,033-0,038 Вт/мК, а коэффициент теплопроводности более 0,040 Вт/мК может быть достигнут для минеральной ваты толщиной около 23 сантиметров

    Толщина минеральной ваты

    Толщина минеральной ваты является еще одним важным параметром, так как от него зависит первый из описанных параметров. В настоящее время на рынке продается минеральная вата толщиной от 20 до 30 сантиметров, предназначенная для укладки на крышах, и в зонах, подверженных сильному охлаждению, а также толщиной 10 сантиметров

    Посмотреть этот пост в Instagram.

    Пост, опубликованный wolfcraft Polska (@wolfcraft_polska)

    Класс воспламеняемости

    Класс воспламеняемости определяет устойчивость материала к воздействию пламени. Лучшее решение – изделие с негорючими свойствами, маркируемое классом горючести А1 или А2 фл . Этот вид минеральной ваты препятствует распространению огня, не выделяет токсичных веществ в процессе горения и плавится только при температуре около 1000 градусов Цельсия

    В результате не только не способствует распространению пожара, но также образует эффективную противопожарную преграду, обеспечивающую эффективную и безопасную эвакуацию в случае пожара

    Паропроницаемость

    Этот параметр препятствует сырости мест, теплоизолированных минеральной ватой. Определяется чаще всего коэффициентом сопротивления диффузии водяного пара . Чем она ниже, тем водяной пар может свободно проникать в волокна изоляции, что снижает риск образования грибка и плесени