Почему воздух — плохой утеплитель, а пористые материалы — хорошие

Из школьного курса физики известно: чем ниже плотность материала, тем хуже он проводит тепло. Следовательно, лучшим теплоизолятором после вакуума (где теплопередача отсутствует вовсе) должен быть обычный воздух. Эта логика подсказывает, что вентилируемый фасад — например, кирпичная кладка с воздушным зазором или подвесная панель — обязан быть очень тёплым даже без дополнительного утеплителя. Однако практика показывает, что это не работает.

Три пути теплопотерь

Дело в том, что в реальных условиях тепло передаётся не только теплопроводностью, но и двумя другими способами: излучением (в основном в инфракрасном диапазоне) и конвекцией — переносом тепла потоками воздуха. Именно конвекция сводит на нет преимущества воздушных прослоек. В вентилируемом фасаде тёплый воздух поднимается вдоль стены и уносит тепло наружу.

Излучение тоже вносит свой вклад: стены дома постоянно излучают инфракрасные волны, нагревая окружающие предметы и теряя энергию.

Каким должен быть идеальный утеплитель?

Эффективный теплоизоляционный материал должен максимально подавлять все три механизма теплопередачи. Идеальный утеплитель — это комбинация следующих свойств:

  1. Подавление конвекции. В материале не должно быть крупных полостей, где мог бы циркулировать воздух. Оптимальный размер пор — несколько миллиметров или меньше.
  2. Низкая теплопроводность самого материала. Лучше всего с этим справляются микропористые или очень лёгкие материалы. По возрастанию теплопроводности их можно расположить так: пеноизол, пенополиуретан, эковата, базальтовая вата и плиты на её основе.
  3. Минимальное переизлучение. Чем хуже материал проводит тепло, тем меньше энергии он сможет переизлучить со своей внешней поверхности от одной поры к другой.

Именно поэтому в современных системах утепления воздушные зазоры вентфасадов часто заполняют теплоизоляцией. Возражение, что стена «не будет дышать», несостоятельно: дышать должен не строительный материал, а система вентиляции в доме.

Пример из жизни: ошибка в утеплении сруба

Рассмотрим реальный случай. Сосед решил утеплить деревянный сруб экструдированным пенополистиролом (ЭППС). Чтобы дерево «дышало» и не гнило от конденсата, он оставил вентиляционный зазор между стеной и утеплителем, закрепив ЭППС на вертикальных брусках. Казалось бы, логично. Но на деле эффективность такой теплоизоляции резко падает.

Стена будет нагревать воздух в зазоре, и тот, поднимаясь конвекционными потоками, унесёт тепло на улицу. Чтобы этого избежать, недостаточно вертикальных брусков — нужно было добавить частые горизонтальные перемычки, которые разобьют воздушный поток. К сожалению, работа была уже выполнена, и совет запоздал. А как вы считаете, правильным ли было такое решение?

***

Фотографии взяты из открытых источников, с сервиса Яндекс.Картинки

Подписывайтесь в раздел, заносите его в закладки браузера (Ctrl+D). Впереди много интересной информации.