Теплопроводность

Теплопроводность — способность материала проводить тепло. Обозначается λ, измеряется в Вт/(м·°C): сколько ват тепла проходит через метр толщины материала при перепаде температур в один градус. Чем меньше λ, тем лучше материал держит тепло: у минеральной ваты — около 0,040, у кирпичной кладки — 0,56.

Что означает теплопроводность на практике

По λ сравнивают утеплители между собой и проверяют, дотягивает ли стена до нормы. Тонкость в том, что нормируется не теплопроводность, а сопротивление теплопередаче конструкции: СП 50.13330.2012 задаёт для стен Подмосковья порядка 3,2 м²·°C/Вт. Сопротивление зависит и от материала, и от толщины слоя: тонкий хороший утеплитель и толстая холодная кладка могут дать одинаковые цифры — с противоположным результатом для счёта за газ.

Отсюда порядок работы с материалом: λ берут из справки производителя, умножают на свою толщину и получают сопротивление слоя. Так считают каждую стену, перекрытие и кровлю — базовые приёмы разобраны в статье про основы теплоизоляции дома.

Формула и единицы

Сопротивление слоя: R = δ / λ, где R — сопротивление теплопередаче, м²·°C/Вт; δ — толщина слоя, м; λ — теплопроводность, Вт/(м·°C). Слой держит тепло тем лучше, чем он толще и чем ниже теплопроводность материала.

Теплопотери через ограждение: Q = S × ΔT / R, где Q — тепловой поток, Вт; S — площадь конструкции, м²; ΔT — перепад температур в комнате и на улице, °C; R — суммарное сопротивление всех слоёв конструкции. Стену складывают: кладка плюс утеплитель плюс штукатурка, у каждой свой R.

Пример расчёта

Минераловатный утеплитель 150 мм с λ = 0,040: R = 0,15 / 0,040 = 3,75 м²·°C/Вт. Кладка в полтора кирпича (380 мм) с λ = 0,56: R = 0,38 / 0,56 ≈ 0,68 м²·°C/Вт — почти без утепления по сравнению с ватой.

Та же стена площадью 40 м² при расчётном перепаде 50 °C:

• с R = 3,75: Q = 40 × 50 / 3,75 ≈ 533 Вт;
• с R = 0,68: Q = 40 × 50 / 0,68 ≈ 2941 Вт — в 5,5 раза больше, и это только через одну стену.

Норма для Подмосковья — около 3,2 м²·°C/Вт, голая кладка её не проходит. Сто миллиметров минваты поверх кирпича добавляют 0,10 / 0,040 = 2,5 м²·°C/Вт, итого ≈ 3,2 — норматив закрыт. Сколько таких стен в доме и что это в киловаттах, показывает калькулятор теплопотерь дома; подробный разбор обеих конструкций — в статье про утеплитель стен дома.

Типичные ошибки

1. Утеплители сравнивают по толщине. Слой 150 мм ваты с R = 3,75 держит тепло лучше, чем 380 мм кирпича с R = 0,68. Сравнивают сопротивление δ/λ, а не сантиметры: сантиметр минваты заменяет по теплу около 14 см кирпичной кладки.
2. Сопротивление утеплителя приписывают всей стене. R конструкции — сумма слоёв. Расчёт «150 мм ваты — значит стена 3,75» игнорирует кладку, штукатурку и стыки; честная сумма у кирпичной стены с сотней ваты — около 3,2, а не 3,75.
3. λ из сухой лаборатории переносят на мокрый или продуваемый слой. Намокшая или открытая ветру вата теряет заявленное сопротивление: воздух в волокнах заменяет вода и сквозняк. Нужны ветрозащита снаружи и сухой монтаж — материалы с разными λ и назначением разобраны в обзоре теплоизоляционных материалов.
4. Мостики холода не считают. Каркасные стойки, перемычки и армопояс проводят тепло мимо утеплителя: фактическое сопротивление конструкции ниже посчитанного по слоям, и стена «не дотягивает» уже в эксплуатации.

Частые вопросы

В каких единицах измеряется теплопроводность?

В Вт/(м·°C) — ватты тепла через метр толщины при перепаде в один градус. Ориентиры: минвата около 0,040, кирпичная кладка 0,56.

Как от теплопроводности материалов перейти к норме теплозащиты стен?

Для климата Подмосковья — порядка 3,2 м²·°C/Вт по СП 50.13330.2012. Точное значение зависит от региона: южнее требования ниже, за Уралом и на севере — выше.

Почему слой ваты 150 мм держит тепло лучше кладки 380 мм?

Работает не толщина, а сопротивление: 0,15 / 0,040 = 3,75 против 0,38 / 0,56 ≈ 0,68. Вата держит в волокнах неподвижный воздух — плохой проводник тепла, а кирпич тепло проводит охотно.

Как посчитать теплопотери через стену?

Q = S × ΔT / R: площадь умножают на перепад температур и делят на суммарное сопротивление слоёв. Стена 40 м² с R = 3,75 при перепаде 50 °C теряет около 533 Вт. Полная картина по всем ограждениям дома — в термине про теплопотери дома.

Как теплопроводность связана с расходами на отопление?

Напрямую: 2941 Вт через одну стену вместо 533 Вт — это киловатты, которые котёл греет круглые сутки всю зиму. На утеплённом контуре тот же дом держит комфорт меньшим котлом, а дом, собранный по расчёту, выходит энергоэффективным — см. разбор про энергоэффективный дом.

Источники

1. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» — нормируемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (для стен Подмосковья ≈ 3,2 м²·°C/Вт).