Теплопроводность минеральной ваты

Минеральная вата – это общий термин для неорганических утеплителей, которые изготавливаются из горных пород, доменного шлака и стекла. Сегодня минвата востребована, она имеет широкое применение в строительстве. Популярность этот утеплитель получил благодаря теплопроводности и приемлемой стоимости.

Минеральная вата состоит из тонких спрессованных в мат волокон. Внешне похожа на медицинскую вату, только более жесткая. Минвата признается специалистами одним из лучших теплоизоляционных материалов, поскольку обладает такими достоинствами:

• эффективность,

• безопасность для человеческого здоровья,

• легкость монтажа,

• доступная стоимость.

Существует 3 разновидности минеральной ваты.

1. Каменная – производится из расплавленных горных пород. Для ее создания преимущественно используются доломит, базальт и известняк. Такой утеплитель надежен и долговечен, отличается длительным сроком эксплуатации.

2. Шлаковая – изготавливается из расплавленного доменного шлака. При создании используются отходы черных и цветных металлов. Этот утеплитель менее долговечен, по качеству уступает каменной вате – не стоит применять в климатических зонах с повышенным уровнем влажности и резкими перепадами температуры.

3. Стеклянная (стекловолоконная) – получают из расплавленного стекловолокна, а также из песка, соды, известняка, доломита, буры. Основные характеристики – это высокая плотность, упругость и память формы. Имеет хорошие показатели теплопроводности и паропроницаемости, но характеристики уступают по качеству каменной (базальтовой) и шлаковой вате. Популярна благодаря соотношению качества и доступной стоимости.

Несмотря на разное исходное сырье, все разновидности минеральной ваты обладают общим свойством – материал рыхлый, с волокнистой структурой и низкой плотностью, и по этой причине имеющий низкую теплопроводность.

На теплопроводность минваты влияют минералогический состав, плотность и влажность. Средним показателем для минеральной ваты разных видов обычно считается 115 кг на 1 куб. м с водопоглощением не более 1% на объем. Диаметр волокна в среднем не более 0,2 мкм.

Теплопроводность материалов – это способность сохранять тепловую энергию в помещении, один из важных параметров теплоизоляционных материалов. От характеристик теплоизоляторов зависит область их использования.

Коэффициент отображает количество тепла, которое проводится за 1 час через 1 кв. м поверхности утеплителя толщиной 1 м, учитывается также отсутствие утечек тепла по бокам и разность температур в 1°C для обеих поверхностей. То есть низкий параметр теплопроводности минеральной ваты говорит о минимальной теплопотере.

Коэффициент измеряется в Вт/ (м°C), изначально зависит от исходного сырья, влияющего на структуру волокнистости. Показатель не остается постоянно на одном уровне – так, за 3 года может увеличиться на 50% из-за попадания влаги в структуру. Параметр используется в расчетах необходимой толщины слоя теплоизолятора для внутренней или наружной отделки. Чем ниже показатель, тем тоньше слой понадобится для утепления строительной конструкции (крыша, стены, полы и другое) и, соответственно, тем меньше затраты.

Увеличение или уменьшение толщины слоя никак не повлияет на коэффициент. На значение теплопроводности влияет только выбранное сырье, но толщина утеплителя важна для защиты конструкций. Например, минеральная вата толщиной до 50 мм часто используется для внутреннего утепления помещений (полы, перегородки, межэтажные перекрытия и прочее), где теплопотери небольшие, и требуется сэкономить пространство. Для наружного утепления (фасады домов, крыши) применяют минвату с толщиной слоя 100-200 мм.

Коэффициенты теплопроводности с учетом исходного сырья составляют:

• каменная (базальтовая) вата – 0,032-0,046 Вт/ (м°C);

• шлаковая вата – 0,46-0,48 Вт/ (м°C);

• стекловолоконная вата – 0,038-0,046 Вт/ (м°C).

Основным недостатком минваты является изменение уровня теплопроводности при попадании влаги на материал. Так, повышение влажности на 5% ухудшает теплоизоляционные свойства почти на 50%. А попавшая внутрь влага при замерзании может деформировать утеплитель и нарушить эксплуатационные свойства.

Менее всего подвержена изменению теплопроводности каменная вата, например, из базальта. Благодаря высокому уровню паропроницаемости (водопоглощение – менее 1%) и минимальной гигроскопичности избыток влаги испаряется, а не скапливается внутри изделия. По этой причине каменная вата часто используется при наружном утеплении (фасады, кровля зданий), и для теплоизоляции полов первых этажей, чтобы снизить теплопотери.

Не подходит для наружного утепления и применения в помещениях с высокой влажностью стекловолоконная и шлаковая вата. Связано это с повышением теплопроводности при увеличении уровня влажности. Так, при монтаже данных видов минваты требуется полная изоляция от влаги.

Каждый утеплитель обладает теплопроводностью, и именно эта способность определяет качество изделия и сферу ее применения. Средние показатели минваты – 0,045 Вт/ (м°C), и такое низкое значение подтверждает высокое качество теплоизолятора.

Если сравнить средние коэффициенты теплопроводности различных теплоизоляторов, то получится увидеть наглядные примеры толщины слоя, необходимого для сохранения тепла:

• кирпич 1460 мм – 0,520 Вт/ (м°C);

• керамзит 869 мм – 0,170 Вт/ (м°C);

• стекловолоконная вата 189 мм – 0,044 Вт/ (м°C);

• каменная (базальтовая) вата 167 мм – 0,039 Вт/ (м°C);

• пенополистирол 159 мм – 0,037 Вт/ (м°C).

При сравнении минваты с другими утеплителями можно оценить как ее достоинства, так и недостатки.

• Пенополистирол. Не менее востребованный утеплитель (разновидность пенопласта). Значение теплопроводности составляет 0,028-0,035 Вт/ (м°C). Если сравнить теплопроводные качества с минеральной ватой, то ее энергоемкие свойства будут менее эффективными. Тем не менее минвата значительно выигрывает при сравнении огнеупорности и вредности испарений утеплителей. Легкость монтажа и стоимость данного вида теплоизолятора не уступают минвате.

• Пеноплекс. Он также является видом пенопласта, но это более модернизированные изделия. Теплоизоляционные характеристики лучше, чем у минваты – 0,03-0,032 Вт/ (м°C). Материал довольно твердый, ему не грозит гниение, усыхание и крошение. Эти качества схожи с минватой. Легкость монтажа и продолжительность эксплуатации также близки к минеральной вате. Но преимуществом минваты является ее устойчивость к возгоранию, поскольку температура плавления у нее более 1000°C, а пеноплекс считается пожароопасным материалом.

• Керамзит. Значение теплопроводности примерно 0,09 Вт/ (м°C), хуже показателя минваты, но основным достоинством этого теплоизолятора является высокая безопасность и экологичность. Из-за высокой теплопроводности для утепления помещения требуется большая толщина слоя, чем, к примеру, у каменной ваты. Изделия из минеральной ваты легче монтировать, но по долговечности минвата все же уступает керамзиту.

• Древесные опилки. Прекрасный материал для теплоизоляции помещений, обладает параметром теплопроводности 0,06-0,08 Вт/ (м°C). Преимуществом утеплителя служит высокая паропроницаемость, а также устойчивость к конденсату и влажности. К плюсам относятся также экологичность, дешевизна материала и безопасность для здоровья человека. Но в монтаже такой теплоизолятор более сложен, и для качественного утепления требуется сформировать слой из сырьевой смеси, например, опилок и глины или цемента. Опилки в чистом виде практически не используются из-за пожароопасности. Срок эксплуатации минваты и опилок с добавками практически одинаков.

Теплопроводность минваты – один из параметров, правильное использование которого позволит подобрать для теплоизоляции нужную толщину слоя.