60 
В современном строительстве одним из важнейших критериев выбора материалов является их теплопроводность. От этого показателя зависит, насколько хорошо здание будет сохранять тепло зимой и не перегреваться летом, а значит – эффективность отопления и кондиционирования, комфорт и энергозатраты.
В этой статье мы подробно разберем, что такое теплопроводность, какие факторы на неё влияют, а также рассмотрим показатели наиболее популярных строительных материалов.
Что такое теплопроводность?
Теплопроводность – это способность материала передавать тепло от одной его части к другой. Чем выше этот показатель, тем быстрее тепло проходит через материал. Если говорить упрощённо, материалы с высокой теплопроводностью быстро нагреваются и так же быстро отдают тепло, а с низкой – медленно накапливают и долго его сохраняют.
Для измерения теплопроводности используют коэффициент теплопроводности, который обозначается как λ (лямбда) и измеряется в Вт/(м·К). Чем меньше значение λ, тем лучше материал удерживает тепло и препятствует его утечке.
Зачем учитывать теплопроводность в строительстве?
Понимание теплопроводности материалов необходимо для грамотного проектирования зданий и сооружений. Это влияет на:
- Теплоизоляцию: здание должно сохранять комфортную температуру при минимальных затратах энергии.
- Экономию ресурсов: низкий показатель позволяет снизить расходы на отопление и охлаждение.
- Устойчивость к перепадам температур: правильный подбор материалов помогает избежать образования конденсата и промерзания конструкций.
- Долговечность: изоляция от температурных воздействий предотвращает появление трещин и разрушение материалов.
Основные факторы, определяющие теплопроводность
Теплопроводность строительного материала – это показатель, определяющий, насколько эффективно он передаёт тепло. На этот параметр влияют различные факторы, как внутренние свойства материала, так и внешние условия эксплуатации.
- Плотность. Чем она выше, тем выше его теплопроводность. Это связано с тем, что плотные материалы имеют меньше воздушных пор, а воздух является плохим проводником тепла.
- Влажность. Материалы, впитывающие влагу, имеют более высокую теплопроводность, так как вода значительно лучше проводит тепло, чем воздух. Поэтому при намокании теплоизоляционные свойства материалов ухудшаются. Например, минеральная вата в сухом состоянии имеет теплопроводность около 0,045–0,055 Вт/(м·К). При увлажнении её характеристика может увеличиваться в 2–3 раза.
- Температура. При повышении температуры теплопроводность большинства материалов увеличивается. Это особенно важно учитывать для объектов, эксплуатируемых в условиях высоких или экстремально низких температур.
- Воздушное движение внутри материала. В некоторых материалах, особенно многослойных или с крупными порами, движение воздуха внутри структуры может увеличивать теплопроводность. Это снижает теплоизоляционные свойства. Например, минеральная вата с крупными порами и отсутствием ветрозащиты может терять свои изоляционные свойства из-за циркуляции воздуха.
Теплопроводность основных строительных материалов
Рассмотрим теплопроводность различных строительных материалов, которые часто используются в строительстве жилых и коммерческих зданий.
- Бетон и железобетон. Коэффициент теплопроводности: 1,5–2,0 Вт/(м·К). Бетон – один из самых распространённых материалов в строительстве благодаря своей прочности и долговечности. Однако его теплопроводность довольно высокая, что делает его "холодным" материалом. Чтобы компенсировать это, бетонные конструкции часто дополняют теплоизоляционными материалами.
- Кирпич (керамический и силикатный). Теплопроводность керамического: 0,6–0,8 Вт/(м·К), а силикатного: 0,5–1,3 Вт/(м·К). Керамический кирпич имеет более низкий показатель за счёт своей пористой структуры, что делает его предпочтительным для наружных стен.
- Дерево. Коэффициент теплопроводности: 0,1–0,2 Вт/(м·К). Дерево – отличный природный теплоизолятор. Однако его характеристики зависят от породы и влажности. Например, сухая сосна имеет более низкую теплопроводность по сравнению с влажным дубом.
- Пенобетон и газобетон. Коэффициент теплопроводности: 0,1–0,3 Вт/(м·К). Благодаря своей ячеистой структуре, эти материалы обладают отличными теплоизоляционными характеристиками. Они широко используются для возведения энергоэффективных домов.
- Минеральная вата. Коэффициент теплопроводности: 0,045–0,055 Вт/(м·К). Минеральная вата – один из лучших теплоизоляционных материалов. Она также обладает хорошими звукоизоляционными свойствами и устойчива к огню.
- Экструдированный пенополистирол (ЭППС). Коэффициент теплопроводности: 0,03–0,05 Вт/(м·К). ЭППС используется для утепления фасадов, фундаментов и крыш благодаря своей низкой теплопроводности и устойчивости к влаге.
- Керамзит. Коэффициент теплопроводности: 0,16–0,2 Вт/(м·К). Керамзит является лёгким и пористым материалом, что делает его хорошим теплоизолятором. Его часто используют в составе лёгких бетонов и для утепления полов.
| Материал |
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) |
Плотность, кг/м³ | Теплоемкость, Дж/(кг·град) |
| Бетон силикатный плотный | 0,8 | 1800 | 880 |
| Кирпич силикатный | 0,5-1,3 | 1000-2200 | 750-850 |
| Блок газобетонный | 0,15-0,3 | 400-800 | - |
| Кирпич строительный | 0,25-0,3 | 800-1500 | 800 |
| Сосна и ель | 0,1–0,18 | 500 | 2300 |
| Минеральная вата | 0,045–0,055 | 50–150 | 920 |
| Экструдированный пенополистирол (ЭППС) | 0,03–0,05 | 30–150 | 1340 |
| Керамзит | 0,16–0,2 | 800-1000 | 850 |
| Плиты пенополистирольные | 0,038-0,082 | 30-35 | - |
| ПВХ | 0,19-0,23 | 1500 | - |
| Стекловата | 0,03-0,05 | 155-200 | 800 |
| Гипсокартон | 0,12-0,2 | 500-900 | 950 |
| Железобетон | 1,7 | 2500 | 840 |
| Гравий (наполнитель) | 0,5-0,93 | 1850 | 50 |
| Гранит | 3,5 | 2600-3000 | 880 |
| Грунт песчаный | 1,16 | - | 900 |
| Фанера клееная | 0,12-0,18 | 2300-2500 | 600 |
| Штукатурка гипсовая | 0,3 | 800 | 840 |
| Эковата | 0,032-0,041 | 35-60 | 2300 |
