Теплоизолирующий материал: мягкий и самоклеящийся, плита или рулоны, теплоизоляция для стен 150 мм, виды и свойства теплоизоляционных материалов

Содержание

мягкий и самоклеящийся, плита или рулоны, теплоизоляция для стен 150 мм, виды и свойства теплоизоляционных материалов

При утеплении больших участков лучшую эффективность показывают не изоляционные плиты, а рулоны с изоляцией. Это же относится к трубам и вентиляционным каналам. Их основное отличие – повышенная плотность, а следствие к этому – высокая жесткость покрытия, которая позволяет гораздо лучше утеплить объекты с нестандартной геометрией.

Особенности видов

Существует несколько разновидностей утеплителя, в основном их делят по составу.

Минвата

Одним из самых распространенных на российском рынке является теплоизоляционный материал на основе минеральной ваты. Это обусловлено главным образом сочетанием цены и технологических свойств самого материала. Он весьма прост в эксплуатации. Желательно выбирать для бруса белый, мягкий и самоклеящийся материал.

Название «минеральная вата» присуще множеству теплоизоляционных материалов, которые различны по своему составу и свойствам. Не особо популярным является утеплитель, который изготавливают путем переплавки некоторых горных пород с формированием определенных волокон. При изготовлении эти волокна сплетают в единый ковер, носит эта вата название «базальтовая». Для любого жителя России и СНГ знаком и термин «стекловата».

Данная теплоизоляционная материя является устаревшей технологией, но из-за своей цены она и сегодня пользуется спросом. Изготавливают ее путем переплавки битого стекла в единые волокна. Также существует вата, получаемая в процессе переплавки отходов металлургической отрасли (шлаковата).

Из-за сырья, которое используется при ее изготовлении, ее цена гораздо ниже, чем у стекловаты или базальтовой ваты.

Характеристики, плюсы и минусы

Вата отличается друг от друга техническими характеристиками. Стекловата имеет высокий температурный порог в 450 градусов, после которого материал приобретает необратимые разрушения. Плотность стекловаты составляет 130 кг/м3, а теплопроводность – около 0,04 Вт/м*С. Данный материал не горюч, он не тлеет, имеет высокий порог вибро- и звукопоглощения.

Со временем практически отсутствует усадка, включая варианты с длительной эксплуатацией.

К минусам можно отнести тот факт, что при попадании воды сходят на нет все положительные свойства данного материала. Стекловата является довольно хрупким и ломким материалом. При контакте с кожей она вызывает раздражение, зуд, который проблематично вывести.

При попадании в органы зрения может серьезно навредить им, равно как и при попадании в носоглотку. Работать с таким материалом нужно в закрытой одежде.

Базальтовая вата выдерживает большую температуру (до 710 градусов). Ее теплопроводность составляет около 0,04 Вт/м*С, плотность варьируется в пределах 210 – 230 кг/м3. В отличие от стекловаты этот материал не боится влаги, а также не теряет своих свойств. При попадании на кожу рулонный утеплитель не вызывает раздражения или зуда.

Самую большую массу и плотность имеет шлаковата. Ее плотность колеблется в районе 390 – 410 кг/м3, а теплопроводность составляет около 0,047 Вт/м*С. Однако температурный максимум ее гораздо ниже (около 300 градусов). Шлаковата плавится, в процессе плавления разрушается и ее структура, причем необратимо.

Размеры этих материалов варьируются, они зависят от установленных стандартов производителя. Однако самые распространенные таковы:

длина от 3 до 6 м;
ширина стандартная 0,6 или 1,2 метра.

Некоторые производители делают иные размеры в ширину (0,61 м). Толщина ваты стандартна (20, 50, 100 и 150 мм).

Фольгированный материал

Зачастую одна из сторон утеплителя покрывается слоем фольгированного материала. Это позволяет сохранить покрытие от воздействия влаги, лучей ультрафиолета. Чаще всего такие материалы применяют при внутреннем утеплении помещений, сама вата может быть абсолютно любой. Виды такого материала разнообразны. К ним относятся пенополистирол, пробка, полиэтилен.

Основной по популярности на рынке материал – пенополистирол. Он весьма практичный и недорогой. Прекрасно справляется со звукоизоляцией и вибрацией. Длина рулона обычно составляет 10 м, ширина не превышает 0,5 м. Данный материал прекрасно справляется с влагой и грибком. Однако по степени теплоизоляции он значительно уступает вспененному полиэтилену.

Для теплоизоляции пробкой характерна высокая прочность, малый вес, безвредность и неплохой внешний вид. Для влажных помещений рекомендуется пользоваться пробковым настилом с восковыми пропитками. Размеры этого материала такие же, как и у пенополистирола. Довольно неплохим материалом является вспененный полиэтилен. Он представляет собой маленькие ячейки с воздухом, по краям расположен картон или бумага.

Подложку крепят посредством ламинирования. За счет этого удается достигнуть максимально прочного и надежного соединения с любым типом основания. Рулонный утеплитель отличается хорошими теплопроводными характеристиками. В зависимости от назначения бывают фольгированные и металлизированные покрытия.

Для пароотражения больше подойдет фольгированный тип материала, для паросдерживания необходимо металлизированное напыление.

Напыление весьма непрочно и повреждается от небольших механических воздействий. Фольгированный материал располагает прекрасными теплоотражающими характеристиками. Он менее подвержен механическому повреждению. Сегодня достаточно популярен серебристый материал с отражателем.

Производители и критерии выбора

Одной из ведущих компаний по производству рулонных утеплителей является немецкая фирма Knauf. Отличительная черта продукции – отсутствие формальдегидов. Помимо этого материалы характеризуются простотой в использовании. Эта компания практически каждый рулон снабжает инструкцией по монтажу, что позволит начинающим строителям сделать работу по утеплению более качественно. За счет состава в такой теплоизоляции не смогут поселиться насекомые (жуки, муравьи) и грызуны (крысы).

Не менее известной является и французский бренд Isover. У этой компании огромнейший выбор утеплителей рулонного типа. Фольгированные рулоны также имеются. Применяется продукция этой компании для утепления внутренних помещений, а также снаружи строений.

Благодаря своему составу она огнеупорна, при пожаре или кратком возгорании не поддерживает горение и самостоятельно затухает.

Наиболее распространена в европейской части России испанская фирма URSA. Ее продукция несколько дешевле французской торговой марки, ассортимент ничуть не уступает ей, что делает материалы востребованными в среде покупателя. В компании дают весьма долгую гарантию на свою продукцию, точные цифры гарантии лучше уточнять непосредственно перед покупкой.

Самый дешевый утеплитель производит отечественный бренд

«ТехноНИКОЛЬ», который ориентирован на людей среднего достатка. Качество этого материала несравнимо с зарубежными аналогами, но утеплитель весьма востребован людьми, занимающимися собственным строительством дач или частных домов. Ввиду цены, это любимая теплоизоляция у управляющих компаний и прочих организаций, которые хотят сделать что-то объемное за небольшие деньги. Отличается своим качеством и минвата «Теплый дом».

При покупке важно помнить, что для разных типов помещений необходима разная изоляция, равно как потолочная изоляция крайне нежелательна в применении на пол (и наоборот).

Утепление стен имеет свои особенности, ведь назначение у каждого типа изоляции немного разное, как и свойства. Некоторые моменты зависят и от материала конструкции, на которую крепится рулонная теплоизоляция. Необходимо посмотреть, как воздействует влага на материал, чтобы учесть это при выборе.

Технология монтажа

Технология монтажа рулонного утеплителя немного отличается от плит. Начинают утеплять изначально стены или пол. Стены в основном делают из плит, как и прямой потолок. Потому зачастую, пол и скатные потолки-стены подходят для изоляции и монтажа. При утеплении пола стоит посмотреть, какой именно вид утеплителя имеется в наличии.

В основном применяют утеплитель в фольге, но иногда рулоны утеплителя покрывают обычной теплоизолирующей фольгой или металлической пленкой. От стен изоляция должна отходит на 1 см. Связанно это с тем, что при изменениях температуры материал сжимается и расширяется. Отсутствие свободного пространства в металлизированном или фольгированном утеплителе приводит к его деформации и повреждению со временем.

Потолочные (скатные) утеплители крепят между стропилами, вырезая чуть больше, чтобы вставить более качественно между досок. Вставляют их строго снизу вверх во избежание пустот. После монтажа поверхности зажимаются основными профилями или досками для нанесения сверху дополнительных (например, пароизолирующих) материалов. Работу проводят особо тщательно.

Перейдем к монтажу стен с рулонным типом изоляции изнутри. Производят его путем подготовки стен к оклейке. Разводят специальный клей для ваты, стена не должна быть в шпаклевке или штукатурке, допускается только голый бетон или кирпич. Состав наносят на стену равномерно под специальную гребенку, после чего приступают к поклейке рулонов, которые для удобства можно обрезать.

При этом желательно делать саму стену в уровень, плоскость, если нет дальнейших планов на зашивку в короб или поклейки стеклообоев. После того, как материал смонтирован на стену, необходимо прикрутить его, Каждый лепесток должен быть немного утоплен в вате. На 1 м2 требуется сделать не менее 5 фиксирующих отверстий. Лучше крепить сами листы и пространство между ними (в таком случае схватятся оба листа, что позволит избежать короблений, вывести уровень и плоскость).

После того, как листы схватились, следует нанести слой клея. Технология напоминает шпатлевание, только другим раствором. Важно следить за уровнем и плоскостью. Необходимо сделать не менее двух проходов, так как с первого раза положить хороший слой будет проблематично. После выравнивания вне зависимости от типа помещения можно переходить к следующим работам. При монтаже листов гипсокартона внутри дома их крепят посредством дюбелей на слой теплоизоляции, который желательно обработать клеем, как в предыдущем пункте.

О преимуществах рулонных утеплителей URSA, смотрите в видео ниже.

Теплоизоляционный материал. Виды и применение. Особенности

Теплоизоляционный материал применяется для утепления различных конструкций. Он имеет свойство низкой теплопередачи, поэтому его использование позволяет повысить термическое сопротивление объектов.

Какие задачи решает теплоизоляционный материал

Теплоизоляция является одним из приоритетных направлений при строительстве, поскольку ее применение позволяет многократно повысить эксплуатационные характеристики зданий. Постройка с достаточным количеством утеплителя гораздо меньше промерзает зимой, что снижает затраты на его отопление. Также она менее склонна к перегреву летом, сохраняя внутри комфортную температуру, что экономит ресурс кондиционерного оборудования.

Наличие теплоизоляции дает возможность избежать резких скачков температуры в помещении. Это очень важно, если внутри помещений применяется чувствительный к этому параметру отделочный материал, к примеру, древесина или отдельные виды пластика, в том числе и ПВХ используемый для производства натяжных потолков. Отсутствие существенных колебаний температуры дает возможность убрать благоприятные условия для образования конденсата. Именно применение теплоизоляции исключает появление сырости и развития плесени. Конечно при условии, что влага не образовывается внутри помещения слишком интенсивно от других факторов или накапливается в результате отсутствия гидроизоляции между фундаментом и фасадными стенами.

Сырость на стенах приводит к отслаиванию отделочных материалов. Как следствие наблюдается срывание обоев, а также тяжелой керамической плитки. Переизбыток влаги от отсутствия достаточной теплоизоляции также приводит к расширению изделий из дерева. Как следствие наблюдается коробление напольного покрытия, деформация дверей, от чего они неплотно входят в дверную коробку, и так далее.

Стоит также отметить, что теплоизоляционные материалы помимо своего прямого предназначения обладают звукоизоляционными свойствами. Конечно, их эффективность не столь высока как у специализированных для этой цели покрытий, но вполне достаточная, чтобы уменьшить передачу громких звуков.

Применяемые теплоизоляционные материалы

Существует довольно широкий ассортимент предлагаемых на рынке материалов, которые могут применяться в качестве удачного утеплителя. Среди них оптимальный баланс между стоимостью и эффективностью имеют:

Минеральная вата.
Пенопласт.
Пенополистирол.
Пеноплекс.
Вспененный пенополиэтилен.
Пенополиуретан.

Минеральная вата

Это дешевый, при этом довольно качественный теплоизоляционный материал, который может применяться для утепления потолков, крыш, полов и стен. Минеральная вата при нажатии сжимается, поэтому при работе с ней необходимо предварительно создать обрешетку, после чего уложить ее между лагами. Сверху нее применяется облицовочный, кровельный или напольный материал. Безусловным преимуществом ваты помимо теплоизоляционных свойств является и звукоостанавливающий эффект. Минеральная вата не горит, поэтому ее использование позволяет повысить пожарную безопасность.

Крупным недостатком минеральной ваты является склонность к слеживанию. Если она используется на потолке или полу, то служит действительно долго, но вот плиты закрепленные на стенах начинают постепенно усаживаться. Как следствие вверху образовываются открытые зазоры, так называемые мостики холода. В связи с этим производители минеральной ваты зачастую рекомендуют ее менять буквально каждые 7 лет, в противном случае теплоизоляция будет постепенно работать все хуже и хуже.

Пенопласт

Это также бюджетный теплоизоляционный материал, который можно использовать в любом утеплении. Стоит отметить, что пенопласт может монтироваться мокрым и сухим способом. Поскольку он склонен к сжатию при давлении, то в случае его использования для теплоизоляции стен лучше всего работать с фасадом. Оштукатуренный пенопласт, армированный стекловолоконной сеткой, вполне справится с нагрузками, которые на него могут оказываться на фасаде. Но вот внутри помещения такая стена долго не прослужит, поскольку на нее постоянно будут опираться, навешивать шкафчики, полки, картины, фотографии и так далее.

Плотность пенопласта довольно низкая, поэтому при проведении теплоизоляции обычно используются листы с толщиной 5-10 см. К неоспоримым достоинствам применения этого материала является возможность обрезки обыкновенным монтажным ножом без необходимости использования пилы. Главным недостатком пенопласта является его склонность к разрушению. При механическом воздействии из него с легкостью выпадают вспененные пузырьки.

Пенополистирол и пеноплекс

Эти два материала практически идентичны по своим свойствам. Их можно сравнить с пенопластом, но имеющим очень плотную структуру. Пенополистирол и пеноплекс можно использовать для мокрого утепления пола. Их листы раскладываются, после чего сверху заливается бетонная стяжка. Эти материалы легко режутся с помощью монтажного ножа, ручной ножовки, электрического лобзика или циркулярной пилы.

Пенополистирол и пеноплекс лучше пенопласта благодаря более высокой плотности, поэтому они менее склонны к разрушению при механическом воздействии. Кроме того они эффективнее останавливают теплообмен, поэтому такой теплоизоляционный материал может применяться с использованием листов меньшей толщины. Работая с пеноплексом нужно учитывать, что он имеет очень низкую адгезию. В связи с этим, если его применять для утепления стен, то сделать дальнейшую штукатурку будет сложно. Чтобы повысить адгезию листов их придется обработать грунтовкой бетоноконтакт. Штукатурные работы придется проводить с применением стекловолоконной сетки по всему периметру, а не только по линиям стыков.

Данные материалы обладают низкой огнестойкостью, а также при возгорании выделяют токсические продукты сгорания. Они требуют аккуратного обращения при работе, поскольку весьма хрупки.

Вспененный пенополиэтилен

Это современный материал, который представляет собой пористую структуру из полиэтилена. Зачастую одна его сторона покрыта алюминиевой фольгой. Часто он используется в качестве подложки при укладывании напольных покрытий, в частности ламината и линолеума. Этот материал имеет малую толщину при действительно отличных теплоизолирующих свойствах. Его эффективности в 20 раз выше, чем у минеральной ваты. Таким образом, при толщине в 1 см он будет обладать такими же свойствами как 20 см ваты.

Неоспоримым достоинством вспененного пенополиэтилена является хорошая пароизоляция. Такой материал раскладывается по поверхности, а его стыки склеиваются специальным армированным скотчем с отражающей поверхностью. Вспененный пенополиэтилен может использоваться для проведения любых теплоизоляционных работ, а также наматываться на трубы для их утепления.

Пенополиуретан

Этот теплоизоляционный материал в отличие от предыдущих видов предлагается не в виде рулонов или плит, а в жидком состоянии. Он выдувается на поверхность, после чего быстро увеличивается в объеме и застывает. Благодаря этим свойствам его можно наносить на любые поверхности даже в труднодоступные места. Полиуретановый утеплитель обычно распыляется между лагами пола, крыши и так далее. После этого сверху закрепляются отделочные материалы.

Пенополиуретан имеет огромный ресурс, обладает шумоизоляционными свойствами и высокой адгезией к любым поверхностям. Бесстыковая технология нанесения предотвращает образование мостиков холода. Такое решение при точном соблюдении технологии монтажа можно назвать самым эффективным. К сожалению, для работы с пенополиуретаном требуется применение специализированного оборудования, стоимость которого очень высока. Как следствие работать самостоятельно с ним не удастся. Потребуется обращаться в компании, предоставляющие подобные услуги теплоизоляции.

Где применяется теплоизоляция

Теплоизоляционный материал используется для обеспечения утепление различных поверхностей:

Стен.
Кровли.
Подвала и пола.
Потолка.

Утепление стен

Довольно часто применяемые материалы для строительства стен имеют недостаток в виде склонности к промерзанию зимой, а также передачи нагрева внутрь помещения летом. Для устранения данной проблемы применяется теплоизоляция. Она может проводиться как внутри помещения, так и снаружи. Естественно, намного эффективней делать ее на фасадной стене. Большинство материалов обычно имеют толщину как минимум в 4-5 см, поэтому закрепляя их на внутренней стене, помещение будет уменьшаться. Вопрос утепление стен весьма важен, поскольку именно через них происходит потеря до 40% тепла уходящего из здания.

На стенах утеплительный материал может фиксироваться мокрым или сухим способом. Мокрый предусматривает приклеивание с применением специализированных растворов в виде клеев или цементных смесей. Сухой способ еще называют вентилируемый. На поверхность стены монтируется обрешетка, а теплоизоляционный материал укладывается между ней, после чего осуществляется облицовка закрывающими материалами. Внутри помещение применяется гипсокартон, а на фасадах металлопрофиль и так далее.

Утепление кровли

Через кровлю может улетучиваться до 20% тепла. Утепление особенно важно при устройстве мансардной крыши, когда подкровельное пространство используется в качестве эксплуатируемого помещения. Применив теплоизоляционный материал на кровле, можно уменьшить перегрев здания летом. Это особенно актуально, если в качестве кровельного материала применяются металлические листы в виде профлиста, металлочерепицы и так далее. При устройстве крыш утеплитель фиксируется между лагами.

Утепление подвала и пола

Это в первую очередь актуально для одноэтажных построек, а также помещений на первых этажах многоярусных домов. Применяемые в этом случае теплоизоляционные материалы укладываются между бетонной стяжкой и облицовочным напольным покрытием. Отдельные виды теплоизоляционных решений могут применяться перед заливкой стяжки. Если осуществляется укладка напольной доски по лагам, то утеплитель распространяется между ними.

Утепление потолков

В одноэтажных зданиях, а также на последних этажах многоэтажных построек осуществляется теплоизоляция потолков. В большинстве случаев ее проще проводить на чердаке, используя такой же способ, как применяется при утеплении пола. Таким образом удастся сэкономить на материалах и обойтись более простой технологией. Также, когда нужно работать именно с потолком, то закреплять теплоизоляционный материал можно мокрым способом или зафиксировать его на обрешетке, в дальнейшем скрыв навесным или натяжным потолком.

В отдельных случаях проводить теплоизоляцию именно потолка, а не пола чердака, даже лучше, особенно если высота помещения чрезмерно большая. Уложенный теплоизоляционный материал позволит забрать немного высоты потолков, тем самым уменьшив фактический объем помещения для отопления.

Энциклопедия теплоизоляции | Материалы и технологии

Под теплоизоляцией обычно подразумеваются строительные материалы с пористой или волокнистой структурой, занимающие большой объем при минимальном весе. Воздух, находящийся в порах или между волокнами, плохо проводит тепло и обеспечивает теплозащитные свойства материалов. Использование теплоизоляции играет очень важную роль в современной концепции энергосберегающего строительства и позволяет снизить выбросы эмиссий углекислого газа в атмосферу.

Строительно-физические свойства теплоизоляционных материалов зависят от сырья, из которого они изготовлены. Все материалы подразделяются на две большие группы — неорганического (минерального) и органического происхождения. На современном строительном рынке можно найти самые разнообразные теплоизоляционные материалы, каждый из которых по-своему хорош.

Важнейшее качество теплоизоляции — малая теплопроводность. Не менее важны устойчивость к давлению, огнестойкость, способность накапливать тепло и регулировать уровень влажности в помещениях. Все большую роль в последнее время играют экологические качества материалов. Для производства искусственной теплоизоляции нередко требуется много энергии, и зачастую запасы сырья для нее ограничены в природе. Материалы натурального происхождения лишены подобных недостатков, но подходят не для всех областей применения.

Плотность
Одним из основных показателей качества является плотность (соотношение массы материала к его объему (кг/м³)), определяющая теплотехнические характеристики материалов. Низкая плотность предполагает большую пористость. Обширный объем пустот внутри материала снижает его теплопроводность, улучшая теплозащитные свойства. Плотность различных теплоизоляционных материалов обычно варьируется от 20 до 100 кг/м³.

Теплопроводность
Под теплопроводностью подразумевается способность материалов транспортировать тепловую энергию (Вт/(м•К)). Основная задача теплоизоляционных материалов — снизить потери тепла. Чем меньше теплопроводность, тем меньше тепла уходит за пределы здания. Согласно действующим в Германии нормам DIN «Теплозащита и энергосбережение зданий», теплопроводность теплоизоляционных материалов должна быть не более 0,1 Вт/(м•К). Материалы с теплопроводностью от 0,03 до 0,05 Вт/(м•К) считаются хорошими, а с теплопроводностью менее 0,03 Вт/(м•К) — самыми лучшими.

Класс огнестойкости
Все строительные материалы, включая теплоизоляционные, подразделяются на два класса огнестойкости. К классу А относятся несгораемые материалы, а к классу В — воспламеняемые. Несгораемые материалы, в свою очередь, делятся на класс А1 — не содержащие органических добавок, неспособные к возгоранию вообще, и класс А2 — содержащие незначительную часть органических компонентов, способных к горению. Воспламеняемые материалы делятся на класс В1 — трудновоспламеняемые (могут гореть, но после затухания огня не способны возгораться повторно) и В2 — воспламеняемые (могут вторично самостоятельно возгораться, когда пламя уже потушено, и продолжать тлеть).

Минеральное волокно

Неорганический теплоизоляционный материал
Теплоизолятор производят из кварцевого песка, расплавленного вместе с частицами стекла, охлажденного и измельченного в порошок, который затем смешивается с углеродом и в процессе обжига образует материал с пористой структурой. Материал выпускается в форме плит, которые можно легко разрезать ручной пилой прямо на стройплощадке. С помощью битума или клея плиты приклеивают на ровное основание. Пеностекло выдерживает высокие нагрузки на давление, не впитывает воду, устойчиво к образованию плесени и грибков, морозостойко и долгое время не теряет теплоизоляционных качеств. Пеностекло пригодно для вторичной переработки: старые плиты измельчают до сыпучего материала и используют для теплоизоляции крыш и других плоских горизонтальных поверхностей. При производстве пеностекла затрачивается минимум энергии.

Пеностекло

Неорганический теплоизоляционный материал
Данный вид теплоизоляции включает стекловолокно, состоящее из кварцевого песка, известняка и частиц старого переработанного стекла, и каменное волокно, которое производят из разных видов пород натурального камня: диабаза, доломита и известняка. Материал выпускают в виде плит или матов разных размеров. Теплоизоляция из минеральной ваты эластична, устойчива к образованию грибков и плесени, не портится насекомыми и не разрушается под воздействием ультрафиолетового излучения. Но материал не выдерживает высоких нагрузок, поэтому фасады обычно облицовываются более жесткими материалами. До 1996 года часть продукции выделяла некоторое количество вредных веществ. Начиная с 1998 года в Германии производятся минеральные волокна, вообще не выделяющие никаких эмиссий.

Минеральная пена

Фото: Epasit, Xella

Неорганический теплоизоляционный материал
Оксиды кальция и кремния с добавками целлюлозы, служащие основой материала, разбавляют водой в определенной пропорции. Полученную смесь заливают в формы и обрабатывают водяным паром под высоким давлением. Затвердевшую пену с пористой структурой разрезают на плиты и пропитывают водозащитными составами. Материал легко подгоняется под нужный размер и приклеивается на любые ровные поверхности. Плиты вбирают избыточную влажность и отдают ее обратно, как только воздух становится более сухим, регулируя таким образом микроклимат в помещениях. Благодаря высокому коэффициенту рН материал устойчив к образованию плесени и пригоден для повторного применения. Минеральная пена производится с минимальными энергозатратами и легко транспортируется.

Вспененный перлит

Фото: Knauf Perlite

Неорганический теплоизоляционный материал
Материал природного происхождения представляет собой стекловидную вулканическую породу, выделяемую на поверхность земли в виде лавы при извержении вулканов. Измельченный перлит превращается в гранулы, которые в 15–20 раз меньше природных образований. Перед применением материал обрабатывают битумом или водоотталкивающими составами. Для изготовления плит измельченный перлит смешивают с целлюлозой и прессуют в специальных формах. Полученную массу разрезают на плиты. Вспененный перлит — легкий, удобный в применении, устойчивый к гниению и образованию плесени и грибков материал, способный воспринимать высокие нагрузки и пригодный для вторичной переработки. Материал достаточно новый, поэтому пока производится немногочисленными компаниями.

Твердый вспененный полистрол

Органический теплоизоляционный материал
Теплоизоляционные плиты изготовлены из полистирола, стабилизаторов, вспенивающих средств и огнезащитных добавок. В процессе производства смесь из вышеперечисленных компонентов обрабатывается водяным паром, многократно увеличиваясь в объеме. После охлаждения гранулы снова вспениваются до тех пор, пока не превратятся в однородную массу. Полученный материал нарезается на плиты. Тонкие плиты можно разрезать обычными ножницами, толстые — пилой. Для выполнения точных аккуратных разрезов используют электрические инструменты. Поскольку на поверхности плит нет открытых пор, материал не гниет и не впитывает влагу. Однако у вспененного полистирола есть и определенные недостатки: плиты неэластичны и неустойчивы к ультрафиолетовому излучению. При возгорании данного материала могут выделяться вредные вещества.

Вспененный полистирол

Фото: FPX

Органический теплоизоляционный материал
Материал производится из полистирола, вспенивающих средств и огнезащитных добавок. Гранулы полистирола расплавляются в экструдере, смешиваются со вспенивающими средствами и добавками, препятствующими возгоранию, и проходят через дюзы, превращаясь в плоскую ленту определенных ширины и толщины, которую разрезают на отдельные плиты. Материал можно легко резать обычной пилой, однако разрезы оптимального качества получаются только при использовании электроинструментов. Плиты из вспененного полистирола идеально подходят для приклеивания к бетонным поверхностям и последующего оштукатуривания. Материал хорошо впитывает влагу, устойчив к давлению, не гниет и в течение длительного времени не теряет теплоизоляционных качеств. Однако плиты неэластичны и разрушаются под воздействием ультрафиолетового излучения. При горении материала выделяются вредные эмиссии.

Твердый вспененный полиуретан

Фото: Bauder, Bachl

Органический теплоизоляционный материал
Полиуретан — побочный продукт, получаемый при переработке нефти. При изготовлении плит к нему добавляются вспенивающие и огнезащитные средства. Все исходные компоненты смешиваются и выходят на конвейер через дюзы в виде ленты, к которой приклеивается верхний слой из сетки, битумного полотна или пленки. Существует и другая технология, при которой вспененная смесь заливается в формы, а после затвердевания разрезается на отдельные плиты. Для изготовления плит используется полиуретан, модифицированный специальными добавками, который не разрушается под воздействием высоких температур и полностью отвечает требованиям пожарной безопасности. Плиты из полиуретана способны воспринимать высокие нагрузки, устойчивы к гниению и образованию плесени и грибков, легко обрабатываются обычными строительными инструментами и пригодны к повторному использованию. При возгорании материала выделяются токсичные газы.

Древесно-волокнистые плиты

Органический теплоизоляционный материал
Древесно-волокнистые плиты производят из древесной стружки и других отходов деревообрабатывающих предприятий. К стружке и опилкам добавляют вяжущие вещества, огнезащитные средства и средства против древесных жучков. Сырье измельчают и расщепляют на отдельные волокна. При «сухой» технологии волокна перемешивают с латексным клеем и прессуют в плиты, а при «мокрой» — смешивают с водой и добавками до вязкой консистенции, а потом прессуют и высушивают. Для склеивания волокон друг с другом используются специальные смолы. Для резки плит подходят обычные инструменты для работы с деревом. Древесно-волокнистые плиты с открытыми порами регулируют уровень влажности в помещениях и способны компенсировать деформации прилегающих к ним деревянных конструкций. Древесной стружкой можно заполнять пустоты между элементами каркаса строительных конструкций.

Пробка

Органический теплоизоляционный материал
Исходным сырьем для данного материала служит кора пробкового дуба или пробковая крошка, прошедшая вторичную переработку. Пробка измельчается в порошок и обрабатывается горячим паром под высоким давлением, полученная масса прессуется в специальных формах, а после затвердевания режется на отдельные плиты. В качестве связующего выступает натуральная пробковая смола, а огнезащитные добавки не используются. Незначительная порция битума выполняет функцию пропитки. Плиты можно резать пилой, но добиться точного и аккуратного разреза сложно из-за высокой эластичности материала. Легкие пробковые плиты хорошо пропускают воздух, не гниют, устойчивы к образованию плесени и грибков. Бывшие в употреблении плиты можно переработать в крошку и повторно изготовить теплоизоляционный материал. Пробковая кора поставляется в основном из Португалии, поэтому значительное время занимает транспортировка.

Волокна целлюлозы

Фото: Isoflock

Органический теплоизоляционный материал
Данный теплоизолятор производят из старой измельченной бумаги. К полученной массе добавляют связующие, обрабатывают горячим паром под высоким давлением и прессуют в плиты. Для повышения огнестойкости материала в него добавляют соли бора. Плиты просты в применении, легко режутся и перерабатываются. Сыпучей массой из целлюлозных волокон заполняют отведенные под теплоизоляцию пустоты в строительных конструкциях. Материалы из волокон целлюлозы хорошо пропускают воздух, устойчивы к образованию плесени и грибков, но быстро намокают, поэтому нуждаются в защите от влаги. Материал пригоден для вторичной переработки, производится в больших количествах и не требует много времени на транспортировку. При производстве волокон целлюлозы затрачивается сравнительно мало энергии.

Пенька

Органический теплоизоляционный материал
На основе натурального пенькового волокна выпускают различные теплоизоляционные материалы — плиты, маты и пр. С помощью специального оборудования волокна связываются в пучки, смачиваются водой и превращаются в войлок. Волокнистая структура материала обеспечивает его прочность и эластичность, а огнестойкость улучшается за счет добавок солей бора. Плиты и маты можно разрезать обычной ручной или электрической пилой. Материалы на основе пеньки не препятствуют воздушному обмену, позволяя стенам и крышам «дышать», при этом устойчивы к образованию плесени и грибков. Однако основной недостаток материала — неспособность воспринимать нагрузки на давление. Зато теплоизоляцию из пеньки можно использовать повторно неограниченное количество раз.

Овечья шерсть

Фото: Doschawolle

Органический теплоизоляционный материал
Данный теплоизоляционный материал частично состоит из новой овечьей шерсти, а частично — из шерсти, прошедшей вторичную переработку. Исходное сырье промывают с помощью мыла и соды, а потом перерабатывают в волокна или войлок. Маты большой толщины армируют волокнами из полиэстера. Добавки солей бора защищают материал от возгорания. Материалы на основе натуральной овечьей шерсти легко обрабатываются, они эластичны, долговечны и устойчивы к образованию плесени и грибков. Они могут впитывать влагу в объеме до 33% собственного веса и отдавать ее обратно, как только воздух в помещении становится сухим, регулируя таким образом микроклимат жилища. Материал пригоден для вторичной переработки. Овечья шерсть поставляется из Новой Зеландии, поэтому транспортировка занимает довольно много времени.

Солома

Фото: Fasba/Scharmer

Органический теплоизоляционный материал
В качестве исходного сырья используется солома ржи, пшеницы, овса и ячменя. Материал собирают, прессуют в форме рулонов и обвязывают шнурами, сеткой или металлической проволокой. Такие рулоны могут выступать в качестве теплоизоляции или самонесущей конструкции, воспринимающей статические нагрузки и выполняющей одновременно функцию теплозащиты. Материал можно оштукатуривать и облицовывать. Во время строительства теплоизоляцию из соломы нужно защищать от влажности, иначе на ней могут образовываться плесень и грибки. Для изготовления рулонов потребуется только энергия для прессования.

Водоросли

Органический теплоизоляционный материал
Как известно, водоросли произрастают во всех морях мира. Растения с длинными тонкими листьями и слабой корневой системой особенно активно развиваются летом и осенью, когда их и собирают. Собранные водоросли высушивают, измельчают и перерабатывают для изготовления плит или материала сыпучей консистенции. Последний вариант может использоваться застройщиками при самостоятельном строительстве без привлечения профессионалов. Благодаря содержанию морской соли в водорослях они не нуждаются в дополнительных огнезащитных добавках. Материалы на основе водорослей не гниют, устойчивы к образованию плесени и грибков, при этом регулируют уровень влажности в помещениях. Чтобы сделать морские побережья более привлекательными для туристов, водоросли постоянно собирают и в больших количествах вывозят на поля, где их сушат и только потом пускают в производство.

Инновации в теплоизоляционных материалах

Мы уже привыкли использовать для утепления дома минеральную вату или пенопласт. Однако, утепляющих материалов существует гораздо большее количество, среди которых современные инновационные и уникальные разработки. Такие средства изоляции отвечают современным требованиям качества и являются альтернативой традиционным решениям.

Каждый год строительный рынок пополняется новыми утеплительными материалами. Некоторые из них являются просто усовершенствованием традиционных изоляционных материалов, таких как минеральная вата с лучшими теплоизолирующими свойствами и пенопласт более высокого качества. Появляются также материалы, изготовленные из совершенно новых видов сырья. Некоторым из них свойственна нетипичная форма и способ укладки. Эти новые средства разработаны не для вытеснения на рынке надежных позиций пенопласта и минеральной ваты, а как дополнение к ним, хотя во многих случаях могут оказаться очевидной альтернативой.

Жесткие PIR-панели

Новые теплоизоляционные материалы. Большинство производителей выпускают новые утеплительные плиты из все той же полиуретановой пены, которая обычно применяется для уплотнения окон и дверей. Это такие же пористые изоляционные плиты, которые изготовляются из улучшенного полиуретана, который принято обозначать аббревиатурой PIR.

Своей формой PIR-панели похожи на пенопластовые пластины с профилированными краями. Разница между ними заключается собственно в их структуре. Полиуретановые панели, как правило, обклеены с двух сторон алюминиевой фольгой или укреплены толстой специальной бумагой.

Полиуретан PIR в настоящее время является одним из лучших теплоизоляционных материалов. Его теплопроводность крайне низка и может доходить до 0,020 Вт/(мК), но обычно составляет около 0,023-0,028 Вт/(мК). Плиты устойчивы к воздействию влаги и воды. Их влагопоглощение достигает максимум 9%. Также этот материал способен полностью заменить пароизоляцию. Плиты из PIR-полиуретана гораздо прочней стандартных сортов пенопласта и минеральной ваты.

Теплоизоляция с фольгой

Тепловое излучение отражается от блестящей глянцевой поверхности, что обеспечивает удерживание тепла в доме. Для отражения теплового излучения используется металлическая фольга, которая производится и хранится в виде тонких рулонов. Их структура является слоистой. Между двумя слоями усиленной алюминиевой фольги расположены прокладки из полиэстера или пузырчатой пленки. Крепится такая пленка наподобие пароизоляции, скобами к деревянному основанию или двусторонним приклеиванием к стальным конструкциям.

Низкий вес, небольшая стоимость и отличная теплоизоляция (коэффициент теплопроводности может достигать 0,019 Вт/(мК)) являются отличительной чертой этого вида теплоизоляции. Блестящая поверхность покрытия в состоянии отражать до 92% лучистого тепла.

Напыляемая изоляция PIR

Используется полиуретан PIR в полужидком состоянии при высоком давлении распыления. Такой полиуретан производится на заводах, но он также может быть произведен на месте произведения строительно-ремонтных работ, например, непосредственно на строительной площадке. Для этого используются специальные агрегаты для распыления изоляции.

Распыляемая изоляция PIR обладает множеством преимуществ, но главными и самыми важными являются сплошная однородность изолирующего покрытия, не имеющая трещин и мест соединения (состыковки). Такая технология также обеспечивает быстрое выполнение утепления. Теплопроводность PIR составляет от 0,049 до 0,024 Вт/(мК). Одни разновидности такой пены способны полностью защищать от пара, а другие обеспечивают полную паропроницаемость.

Аэрогель – изоляция из оксида кремния

Он имеет хорошие показатели теплопроводности, может быть прозрачным, и его пористость порой достигает 99%. Этот тип изоляции используется в строительстве железнодорожного пассажирского транспорта и космических скафандров, но популярность его на мировом строительном рынке не менее высока.

Силикатный аэрозоль конденсируется и преобразуется в гель, а после затвердения поступает в продажу под видом плит, гранул или рулонов. Аэрогель очень пористый, а его плотность достигает до 143 кг/м3.

Кроме этого он чрезвычайно устойчив к сжатию. Его теплопроводность составляет от 0,012 до 0,030 Вт/(мК).

О теплоизоляционных материалах в шумоизоляции автомобиля | Шумо и виброизоляция | Блог

Не секрет, что для достижения эффекта от шумоизоляции автомобиля необходимо применять комплексный подход, заключающийся в обработке разных зон и сочетании необходимых материалов. В этой статье я бы хотел поговорить о применении теплоизоляторов в общем «пироге» при шумке авто.

Для начала давайте разберемся, какие материалы считать теплоизоляционными, а какие нет. Во-первых, главной и зачастую единственной функцией этих материалов является уменьшение теплообмена. Во-вторых, показателем эффективности таких материалов является индекс теплопроводности. В-третьих, их довольно легко определить по способу изготовления и сырью: очень большая доля теплоизоляторов производится из вспененной резины, полиэтилена и меламина.

Теперь сделаем акцент на проблеме. Зачем человеку теплоизоляция в автомобиле? Все довольно просто, – огромное число людей (уверен, что среди них были и вы) постоянно сталкиваются с проблемой долгого прогрева авто зимой, холода в салоне и непереносимой жары летом. Это происходит из-за необратимого физического процесса – теплообмена, при котором тепловая энергия передается от более горячего тела к менее горячему. Кроме того, более узким процессом теплообмена является теплопроводность – способность материальных тел к переносу энергии от нагретых частей тела к, грубо говоря, холодным участкам. Иными словами, автомобиль не только обменивается теплом с окружающей средой, но и прогревает сам себя по всей площади, благодаря хаотичному движению частиц. Все описанное выше характерно не только для нагрева, но и для остывания вашего транспортного средства.

Именно для уменьшения влияния этих процессов в шумоизоляции используется теплоизоляционный слой. Его монтаж характерен для зон авто, занимающих наибольшую площадь. К таким зонам относятся полы салона и багажника. Так как же выбрать такой материал и не ошибиться? – Попробую ответить на этот вопрос!

Определим необходимые критерии, которым должен соответствовать теплоизолятор. Затем рассмотрим каждый из них отдельно:

– негигроскопичность;

– высокий/низкий коэффициент теплопроводности;

– износостойкость;

– возможность выбора толщины;

– водостойкий клеевой слой;

– пластичность.

Негигроскопичность – это способность материала не впитывать и не накапливать влагу. Так как теплоизолятор монтируется на пол автомобиля, этот пункт очень важен, чтобы не создавать «болото» и не провоцировать коррозию металла, разложение материалов и неприятный запах.

Выбор теплоизолятора с высоким или низким коэффициентом теплопроводности зависит от климатических особенностей вашего региона. Для моего региона, находящегося в центральной части России, характерно большее количество дней с низкой или отрицательной температурой, поэтому мой выбор – материал с высоким коэффициентом теплопроводности.

Износостойкость – это способность материала не терять своих свойств, структуры и внешнего вида под механическими воздействиями. Сюда можно отнести как монтаж теплоизолятора, так и воздействия, оказываемые водителем на пол салона, грузом на пол багажника при ежедневной эксплуатации автомобиля.

С возможностью выбора толщины все тоже довольно просто – чем в большем количестве толщин выпускается производителем данный материал, тем лучше. Автомобили очень разные и полы в них далеко не одинаковы, поэтому где-то есть возможность приклеить материал толщиной 6 мм, а где-то придется ограничиться лишь 4 мм.

Наличие водостойкого клеевого слоя частично относит нас к первому пункту – негигроскопичности. Однако, если материал негигроскопичен, а его клей не является влагостойким, то при попадании воды в швы и стыки между листами теплоизолятора может возникнуть ситуация, при которой материал просто отклеится с поверхности из-за сворачивания/повреждения клеевого слоя.

Пластичность – очень важный пункт. Именно она позволяет теплоизолятору повторять изгибы пола автомобиля, уплотнений металла, скосов и силовых элементов. Это нужно для максимальной адгезии теплоизолятора с поверхностью.

Итак, что же выбрать?!

Довольно долго я работаю в сфере шумоизоляции автомобилей и повидал не мало разных материалов, но в плане теплоизоляции отдаю предпочтение StP. В их портфеле три столпа: СПЛЭН, Барьер и Green Flex.

СПЛЭН – довольно старый материал из вспененного полиэтилена. Когда-то его использовали как шумопоглотитель и легенды о его свойствах ходят до сих пор. Я вам скажу так – это все миф.

Green Flex – материал, который вполне можно назвать новинкой. Самый дорогой теплоизолятор StP, который хорош для южных регионов, т.к. обладает низким коэффициентом теплопроводности.

Барьер – вспененный полиэтилен, но отличной от СПЛЭНА структуры и плотности. Обладает самым высоким коэффициентом теплопроводности среди этих трех материалов.

Мой фаворит – Барьер. Он мягче СПЛЭН’а и лучше повторяет форму полов автомобиля. Его крайне редко подделывают, в отличии от того же СПЛЭН’а. Он доступен в ценовом плане и представлен в 5 разных толщинах! Кроме того, Барьер имеет самую низкую массу среди этих материалов. Этот теплоизолятор соответствует всем, описанным выше, критериям и именно его я рекомендую к нанесению.

Надеюсь, что был полезен, помог вам узнать что-то новое и сделать выбор, ведь стремление к комфорту заложено в каждом из нас. Возможно, иногда, он начинается именно с тепла.

Зачем нужны изоляционные материалы? | Теплоизоляция и энергосбережение

Обзор главы

Эта глава расширяет идею передачи энергии, которую учащиеся открыли в предыдущей главе. Очень важно укрепить идею о том, что тепло – это передача энергии от теплого объекта или системы к более холодному объекту или окружающей среде. Нам нужна изоляция, чтобы замедлить этот процесс.

В предыдущей главе были представлены концепции тепла и температуры, а также различные способы передачи энергии между объектами.В этой главе рассматривается практическое применение тепла, показано, как мы можем использовать передачу энергии для обогрева наших домов и предотвращения передачи энергии из наших домов зимой. Точно так же изоляция необходима для охлаждения предметов, например холодильника. Учащиеся исследуют различные материалы, чтобы определить, какие материалы лучше изоляторы или проводники.

1.1 Зачем нужны изоляционные материалы? (1 час)

Задача	Навыки	Рекомендация
Задание: Как работают солнечные водонагреватели?	Изучение, наблюдение, объяснение	CAPS рекомендуется

1.2 Использование изоляционных материалов (5 часов)

Задача	Навыки	Рекомендация
Задание: Держите кофе горячим, а холодные напитки – холодными	Проектирование, групповая работа, выдвижение гипотез, изготовление, рисование, маркировка,	Предлагается
Исследование: Какой изолирующий материал лучший?	Наблюдение, измерение, запись, построение графиков, интерпретация данных	CAPS рекомендуется
Упражнение: Создание хотбокса	Черчение, конструирование, маркировка, изготовление, соблюдение	CAPS рекомендуется
Деятельность: Утепляем наши дома	Создание, измерение, запись, построение графиков, интерпретация данных	CAPS рекомендуется

Обратите внимание, что CAPS предлагает сделать хотбокс ИЛИ построить модель дома.Мы включили оба здесь, чтобы вы могли сделать выбор. На эту главу также отведено много времени, так что вы также можете выполнить обе задачи с учащимися.

Зачем нужны изоляционные материалы?

Тепло – это передача энергии за счет теплопроводности, конвекции или излучения, как мы узнали в предыдущей главе. Часто мы хотим, чтобы эта энергия передавалась на отопление. Например, когда вы устанавливаете обогреватель в комнате, вы хотите, чтобы энергия передавалась через конвекцию и излучение в комнату, чтобы в комнате стало теплее.

В других ситуациях вы хотите предотвратить передачу энергии. Например, в холодный зимний день нам нужно свести к минимуму потери тепла из дома, чтобы он оставался теплым. Другие объекты, такие как электрические гейзеры, должны предотвращать передачу энергии в окружающую среду, чтобы вода внутри оставалась теплой. Материалы, которые являются изоляторами, могут замедлять или препятствовать передаче энергии.

Пример того, где мы хотим, чтобы передача энергии происходила в некоторых частях системы, но не допускала ее в других частях, является солнечный водонагреватель.Использование солнечного водонагревателя помогает экономить энергию. Это связано не только с тем, что система эффективно нагревает воду, но и потому, что мы используем солнечную энергию, которая является бесплатной, в то время как мы платим за электроэнергию из национальной сети, и это увеличивает потребности страны в электроэнергии.

Мы используем разные материалы в разных ситуациях в зависимости от того, хотим мы или нет передачи энергии. Давайте выясним, почему, и узнаем, как работает солнечный водонагреватель.

Простая демонстрация, показывающая, как работает солнечный водонагреватель.

Учащиеся могут обсудить это в группах, а затем записать свои ответы или сделать это индивидуально.

ИНСТРУКЦИЯ:

Изучите следующие схемы, которые показывают, как работает солнечная водная система.
Ответьте на следующие вопросы.

Есть несколько различных типов солнечных водонагревателей.Мы рассмотрим наиболее эффективный нагреватель, в котором используются откачанные трубки.

Солнечный водонагреватель на крыше дома из гофрированного железа. Крупным планом фото солнечного водонагревателя.

На следующей схеме показаны различные части солнечного водонагревателя, о которых мы будем говорить. Холодная вода течет во всасывающую трубу холодной воды, а затем по длинным трубам, называемым откачиваемыми трубками . Вода нагревается за счет передачи энергии от Солнца и затем стекает в резервуар для хранения наверху.Когда кому-то нужна горячая вода в доме, горячая вода течет из выхода горячей воды вниз в дом.

ВОПРОСЫ:

Является ли солнечная энергия примером возобновляемого или невозобновляемого источника энергии?

Возобновляемый источник энергии.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Это ссылка на то, что учащиеся рассмотрели в главе 1.

Когда холодная вода течет по трубам, энергия передается воде от Солнца. Что это за отопление?

Мы хотим, чтобы в трубчатой части системы происходила передача энергии, поэтому используются специальные материалы, чтобы сделать передачу энергии максимально эффективной.Под трубками находится блестящая поверхность, называемая рефлектором . Как это помогает увеличить количество энергии, которую получает вода в трубках?

Отражатель представляет собой блестящую поверхность, поэтому он не поглощает тепло, а отражает лучистую энергию Солнца обратно вверх и на трубки, увеличивая количество энергии, которую получает вода в трубках.

Вы видите, что наверху есть резервуар для горячей воды? В этой части системы мы хотим предотвратить передачу энергии наружу. Этот резервуар состоит из внутреннего резервуара и внешнего корпуса. Если бы были только эти два слоя, сделанных из металла, как могли бы происходить потери тепла от горячей воды во внешнюю среду?

Однако кое-что было сделано, чтобы предотвратить эту передачу энергии.Что они сделали, чтобы вода оставалась теплой при хранении?

Между внутренним и внешним баком имеется толстый слой изоляции. Это не проводит тепло. Изоляция помогает предотвратить передачу энергии в окружающую среду за счет теплопроводности, так как изоляционный материал плохо проводит тепло.

Теперь рассмотрим откачанные трубки солнечного водонагревателя.Изучите следующую диаграмму. Вода течет по центральной тепловой трубе . Под каждой трубой находится пластина абсорбера, заключенная в два слоя трубы.

Вы видите, что есть внутренняя и внешняя трубки? Между этими трубками находится вакуум . Это означает, что энергия Солнца все еще может проходить, чтобы согреть воду. Однако, когда энергия передается воде, и она нагревается, вакуум препятствует передаче энергии обратно за счет теплопроводности или конвекции.Почему это так?

Для передачи энергии посредством теплопроводности или конвекции требуется среда, например частицы воздуха. Однако есть вакуум, поэтому он помогает изолировать внутреннюю трубу.

Под тепловой трубкой находится пластина, которая помогает поглощать лучистую энергию Солнца и передавать ее тепловой трубке.Почему он сделан из темного материала, а не из светлого?

Это связано с тем, что темный материал намного лучше поглощает тепловое излучение и передает его трубе, чем светлый материал.

Вы видите, что вода внизу более прохладная, обозначенная синим цветом, а вода в верхней части трубки более теплая, обозначенная красным цветом? Как это называется, когда более холодная вода движется ко дну, а более теплая – вверх?

Это движение воды помогает переместить горячую воду из трубок в резервуар, чтобы холодная вода могла заменить ее.

Считаете ли вы, что солнечный водонагреватель является энергоэффективной системой? Почему?

Это очень эффективная система, поскольку все материалы тщательно выбраны для улучшения передачи энергии или предотвращения ее, в зависимости от того, что требуется в этой части системы.Это помогает экономить электроэнергию, так как солнечная энергия используется для нагрева воды вместо использования электрического гейзера. Это также дешевле, так как солнечная энергия бесплатна, за исключением установки самого солнечного нагревателя.

Теперь, когда мы рассмотрели, как разные материалы используются в разных ситуациях, в зависимости от того, хотим ли мы предотвратить передачу энергии или позволить ей происходить, мы собираемся более пристально взглянуть на то, как мы используем те материалы, которые препятствуют передаче энергии.

Использование изоляционных материалов

Прежде чем мы начнем, напишите собственное определение изолятора тепла.

Учащиеся должны написать что-нибудь о том, что он плохо проводит тепло или препятствует передаче энергии.

Какие материалы хорошо работают как изоляторы тепла? Давайте сначала займемся веселым занятием.

Учащиеся должны использовать свои знания о способах передачи энергии, чтобы придумать собственный метод изолирования своих напитков.Позвольте учащимся проявить творческий подход, не давайте им слишком много подсказок или предложений. Это упражнение покажет вам, какие учащиеся поняли концепции передачи энергии из предыдущей главы, а какие из них нуждаются в дополнительной помощи.

Есть разные способы управлять этой деятельностью. Вы можете предоставить учащимся подборку материалов, которые вы хотите, чтобы они использовали, или можете попросить их принести свои собственные материалы. Заставляя учащихся приносить свои собственные материалы, они усложняют задачу.Если вы предоставите набор изоляционных материалов, у учащихся будет база для работы, и они с большей вероятностью смогут правильно изолировать напиток с первого раза.

Это упражнение представляет собой введение в использование изоляционных материалов. Учащимся необходимо подумать о том, что они узнали о проводимости, конвекции и излучении, чтобы выбрать различные материалы для своей деятельности.

Попросите учащихся разработать план своей конструкции, прежде чем они будут изолировать свою чашку.Попросите их выдвинуть гипотезу, которую они смогут проверить. Вот несколько гипотез, которые могут придумать учащиеся:

«Обмотка чашки алюминиевой фольгой предотвратит передачу энергии».
«Накрытие чашки картоном замедлит потерю тепла».
«Использование гофрированного картона в качестве изолятора снижает теплопотери»
“Обернуть чашку слоями газеты предотвратит передачу энергии.«

Затем учащиеся могут проверить свою гипотезу и в конце решить, верна она или нет.

Еще одно упражнение – использовать банки одинакового размера и завернуть их в 3, 6 и 9 слоев газеты. Это ясно показывает, что газета – очень эффективный изолятор, особенно многослойный.

МАТЕРИАЛЫ

чайник
2 одинаковые кружки, металлические или керамические
чай или кофе
спиртовой термометр
изоляционные материалы разные
таймер или секундомер

ИНСТРУКЦИЯ

Разделитесь на группы по 3 или 4 человека.
Придумайте способ как можно дольше сохранять чашку чая теплой. Вы можете использовать любые материалы, которые есть у вас дома или предоставленные вашим учителем.
Создайте свой дизайн.
Напишите гипотезу для планируемого дизайна.
Наполните изолированную чашку кипящим горячим чаем.
Измерьте температуру термометром.
Держите термометр в чашке и измерьте время, необходимое для достижения комнатной температуры (примерно 25 ° C)
Наполните неизолированную чашку кипящим горячим чаем и определите, сколько времени потребуется для достижения комнатной температуры.
Повторите это упражнение, разлив в чашки холодный напиток.

ВОПРОСЫ:

Эти ответы зависят от учащегося, поскольку они основаны на собственном выборе учащимся материалов и температуре окружающей среды во время эксперимента.

Какие материалы вы использовали, чтобы согреть чай?