Antes de elegir un calefactor para la casa, debe decidir cuáles son los objetivos de aislamiento, qué queremos lograr con su ayuda y hasta qué punto estamos listos para llegar de esta manera.
Al planificar el aislamiento, es necesario centrarse en los requisitos actuales para la resistencia térmica de las paredes externas.
La principal característica de los aislantes térmicos es la conductividad térmica. Muestra la capacidad del material para conducir el calor. El coeficiente de conductividad térmica es la potencia del flujo de calor que pasa por 1 metro cuadrado. m obstáculos con un espesor de 1 m con una diferencia de temperatura en sus superficies opuestas de 1 grado. La dimensión de la conductividad térmica - W / (m · K).
En la construcción de los cálculos de ingeniería térmica, se utiliza el recíproco de la conductividad térmica: la resistencia a la transferencia de calor reducida R 0 = d / λ, donde:
La dimensión de la resistencia térmica reducida es m 2 · K / W. El uso aquí de grados Celsius (° C) y grados Kelvin (K) es igualmente válido.
La resistencia de las estructuras de cerramiento a la transferencia de calor se normaliza según las condiciones climáticas, que se expresan mediante un parámetro numérico integral: grado-día del período de calentamiento (GSOS). Para ser definitivo, suponga que la casa aislada se encuentra cerca de Moscú. Para la región de Moscú, el GOSP equivale aproximadamente a 4900 ° С · día con la temperatura del aire en la habitación siendo 20 ° С.
La interpolación lineal de parámetros tabulares de SNiP 23-02-2003 "Protección térmica de edificios" nos brinda los valores estándar de resistencia térmica de los elementos principales de una casa residencial:
Conociendo estos números, podemos seleccionar materiales de aislamiento térmico de acuerdo con su calidad principal: conductividad térmica. Pero antes de elegir el aislamiento, debe saber cuánto nos falta la norma. Por ejemplo, para una pared de ladrillos de 380 mm de espesor, necesitamos un aislamiento con una resistencia térmica no inferior a 2.19 m 2 K / W, ya que la resistencia intrínseca de los ladrillos de dicho grosor es de 0.93 m 2 · K / W.
Los cálculos se realizan para paredes de ladrillos cerámicos huecos con una densidad de 1200 kg / m 3 , plegados sobre un mortero de arena de cemento "caliente" y operados en condiciones húmedas.
Ejemplo de cálculo: tomamos como aislamiento una espuma con una conductividad térmica de 0.037 (W / m · K). Al multiplicar el aditivo requerido a la resistencia térmica por la conductividad térmica de la espuma, obtenemos el espesor que necesitamos: 0.081 m. La capa de espuma con un espesor de 81 mm proporcionará el aislamiento necesario.
Durante el aislamiento térmico, es necesario tener en cuenta la influencia del aislamiento térmico en el régimen de humedad de las paredes. En la sala donde hay personas, la humedad aumenta en comparación con la calle. Respiración de personas, lavar y secar la ropa, cocinar: todas estas son fuentes de humedad, parte del cual, del 1 al 3%, no se elimina por ventilación, sino que penetra en las paredes. La difusión del vapor de agua se produce desde una región de mayor concentración hacia una dirección menor, desde el interior hacia el exterior. En clima cálido, el vapor sale de la pared a través de su superficie exterior. Pero con un chasquido frío, la condensación puede ocurrir en la pared. La humedad que ha pasado a la fase líquida se acumula en la pared y causa consecuencias desagradables:
Por lo tanto, el balanceo es muy importante. La acumulación de humedad en la estación fría debe minimizarse y garantizar su retirada sin obstáculos durante todo el año. A continuación se muestra un diagrama de la sección transversal de la pared. En él, la temperatura y las temperaturas del punto de rocío están muy cerca unas de otras. No hay condensación, pero puede ocurrir cuando baja la temperatura externa.
El aislamiento externo aumenta la temperatura de la pared y, en la mayoría de los casos, mejora el régimen de humedad. Pero solo si el aislamiento y el revestimiento son suficientemente permeables al vapor.
Y así es como se ve el aislamiento de espuma:
La situación es mejor aquí, pero a medida que la temperatura desciende, el condensado también aparecerá en la capa de aislamiento.
Para las paredes de una construcción multicapa, debe observarse la regla: la resistencia de las capas de difusión de vapor no debe aumentar de adentro hacia afuera. Esta es una condición necesaria para asegurar que la humedad no se acumule en el material.
El aislamiento de las paredes principales con raras excepciones se hace afuera. Esto significa que se requiere una alta permeabilidad al vapor del aislamiento. El material con baja permeabilidad al vapor, como la espuma, puede causar el deterioro de la atmósfera en la casa e incluso la destrucción de las paredes. Particularmente sensible a la humedad de la pared de la madera y el hormigón (adobe).
Si, en el ejemplo anterior, la espuma se reemplaza por lana mineral, no habrá condensado incluso cuando la temperatura externa descienda a -25 ° C. Y si usa una barrera de vapor o un revestimiento con una baja permeabilidad al vapor desde el interior, la pared está seca en las condiciones más difíciles.
Al decidir si qué aislamiento elegir de una forma u otra, es necesario tener en cuenta no solo la conductividad térmica de los materiales, sino también su permeabilidad al vapor de agua. , así como las capacidades de diseño de una opción particular.
Los materiales de aislamiento térmico son materiales cuya resistencia térmica es más importante que la resistencia, la resistencia a las heladas y otras características. La mayoría de los aislantes térmicos tienen una densidad baja debido al hecho de que en su estructura un gran volumen está ocupado por el aire. Es el aire el que les confiere propiedades de aislamiento térmico. Su conductividad térmica a 0 ° С y su presión normal es de 0.0244 W / (m · K), y cuanto más cerca esté la conductividad térmica de un calentador a este valor, mejor será.
Hacemos una pequeña descripción de los aisladores de calor más efectivos y populares.
Los plásticos de espuma se llaman materiales diferentes, pero en la mayoría de los casos, se trata de poliestireno espumado, producido sin el método de presión (EPS). Se fabrica en forma de placas con un espesor de 20 a 100 mm y tiene la forma de bolas fuertemente comprimidas, que se separan con relativa facilidad de la masa total. El poliestireno de EPS tiene una densidad de 10 a 50 kg / m ^ {41} 3 . El aire ocupa hasta el 97-98% de su volumen, por lo que la conductividad térmica de la espuma es cercana a la del aire: 0,34-0,4 (W / m8 · K).
Es interesante que la dependencia de la conductividad térmica de la densidad no sea lineal y tenga un mínimo en la región de 25-30 kg / m 3 . Con una disminución de la densidad, al igual que con su aumento, la conductividad térmica aumenta. En el lado "superior", la razón es obvia: esto es una disminución en el volumen de aire en el material. Con el "más bajo", la razón es que con una disminución en la densidad, el tamaño de las cavidades llenas de gas aumenta y la transferencia de calor por convección aumenta en ellas.
Polyfoam es muy popular para el aislamiento térmico de paredes y pisos. Sus principales ventajas son baja conductividad térmica, ligereza, bajo costo y facilidad de instalación del aislamiento. Esta lista breve se puede agregar:
La espuma también tiene desventajas:
Esta lista es más bien características que deben considerarse al usar espuma plástica. Pero una cualidad merece una consideración separada. Es inflamable
Existe una “pantalla de humo” real con información falsa e interpretaciones ambiguas sobre las cualidades de lucha contra incendios del plástico espumado. Vamos a tratar de entender este problema.
El poliestireno pertenece al grupo de combustibilidad G4: es una sustancia altamente combustible. A este grupo pertenecen las populares marcas de espuma PSB. El calentamiento de las fachadas con su uso es inaceptable. En la construcción, se utiliza la llamada espuma no combustible PSB-S (autoextinguible). En la clasificación adoptada desde 2014, se le conoce como PPP.
Los fabricantes afirman que el tiempo de su combustión independiente (después del cese del fuego externo) no supera los 4 s. Y esto es consistente con GOST 15588-2014. Según GOST, las pruebas se llevan a cabo con una muestra de 140 x 30 x 10 mm de tamaño, mediante la exposición a la misma con una llama de antorcha durante 4 segundos. El siguiente video muestra una prueba realmente impresionante de espuma con fuego.
Sin embargo, en una situación real, las cosas pueden no estar tan bien.El efecto del fuego puede ser más largo, el volumen y la masa de material disponible para la combustión son mucho más grandes, lo que reduce la pérdida de calor de la fuente de ignición.
Aquí hay una cita de las Recomendaciones "Resistencia al fuego y seguridad contra incendios de recubrimientos combinados con una base de lámina perfilada de acero y aislantes de espuma de poliestireno", desarrollada por el Instituto de Investigación de Seguridad contra Incendios del Ministerio de Emergencias de Rusia en 2007:
"Pruebas fragmentos de paredes con diferentes tipos de revestimientos y aislamiento de PSB-S, se encontró que un calentador de este tipo se enciende, por regla general, después de 3-4 minutos desde el inicio de la exposición al calor unilateral en el modo de incendio "estándar", después de lo cual ocurre con la quema del fuego a través del aislamiento dentro de las estructuras. La quema y descomposición del poliestireno en los paneles de la pared se acompañó de la formación de agua, humo abundante y productos tóxicos de combustión y continuó hasta que el aislamiento se quemó completamente, incluso si se eliminó la fuente de efectos térmicos en la estructura. 8> Los intentos de declarar los grados PPP de poliestireno a prueba de incendios solo sobre la base de su autoextinguible en condiciones de laboratorio no son del todo convincentes. En el propio GOST, solo se indica el tiempo de combustión independiente en condiciones claramente definidas, pero no se dice nada sobre el grupo de combustibilidad. Pero en su determinación, se toman en cuenta diferentes parámetros, como la temperatura de los gases de combustión, la formación de gotas de fusión en combustión y otros.
Y, sin embargo, se puede usar poliestireno para el aislamiento de edificios, pero debe tener en cuenta el peligro potencial de este material y no descuidar las medidas diseñadas para reducir el riesgo de incendio. Con una construcción adecuada, incluso con aislamiento de espuma, es posible obtener estructuras con clase de incendio K0 - segura.
EPS poliestireno se utiliza para el aislamiento de varias estructuras.
En sistemas de fachada con un revestimiento de yeso fino.
Bajo chapa de ladrillo.
Para aislamiento térmico de pisos y techos planos debajo de una regla, para aislamiento de pisos contra ruidos de impacto.
El poliestireno expandido en todas partes está protegido por materiales no combustibles.
Además, el aislamiento vertical de la espuma se divide por bandas horizontales de materiales no combustibles, como la lana de basalto. Las aberturas de las ventanas también deben estar bordeadas con lana mineral.
Si el techo o el sistema del techo contienen materiales combustibles, entonces el cinturón contra incendios también está dispuesto debajo de los aleros del techo.
Polyfoam cuesta entre 2 y 4 mil rublos por metro cúbico. Esto es sin tener en cuenta otros materiales y trabajos de aislamiento.
Espuma de poliestireno extruida (EPS) se diferencia del poliestireno de EPS del tipo EPS por su superficie densa y su pequeña estructura de celdas cerradas.
Este es un material denso que resiste los intentos de aplastarlo o rasgarlo. Básicamente, sus propiedades corresponden a las propiedades de la espuma, pero existen diferencias que afectan su aplicación:
Debido a su baja absorción de agua, la conductividad térmica de la XPS no disminuye incluso con el contacto directo con el agua, y la resistencia a la compresión la hace aplicable en condiciones donde está afectada por altas cargas. EPPS se utiliza para el aislamiento térmico de sótanos, cimientos, suelos cerca de los cimientos. Se puede colocar debajo de la regla de hormigón. Este es el mejor material para el piso en el suelo y en otras bases débiles.
Debido a su inflamabilidad (G3-G4) y baja permeabilidad al vapor, el EPS no se aplica al aislamiento de la pared sobre la base.
El precio de la espuma de poliestireno extruido es de aproximadamente 4000 rublos por metro cúbico.
La espuma líquida es un material de espuma basado en resinas de urea-formaldehído. Sus principales propiedades:
La espuma de urea se usa solo en estructuras que no crean cargas en ella, en marcos huecos y paredes huecas.
Este material se prepara directamente en el objeto, inmediatamente antes del uso. Se vierte en forma líquida en vacíos.
Al mismo tiempo, hace espuma y llena todo el volumen disponible.Es importante que al expandirse y endurecerse, la espuma líquida no cree mucha presión en las superficies circundantes. Debido a esto, la espuma líquida se puede utilizar no solo en estructuras rígidas, sino también en marcos cubiertos con una membrana suave.
Rellene con espuma líquida y vacíos en estructuras confeccionadas.
El costo de la espuma de urea es de aproximadamente 300 rublos por metro cúbico, junto con su preparación y vertido. Es el material más barato entre los modernos aislantes térmicos.
La espuma de poliuretano (PUF) es una espuma blanca o amarilla producida por la mezcla e interacción de dos componentes de los grupos poliol y poliisocianato. Cuando se mezcla, la reacción ocurre con la formación de masa plástica en la fase sólida y una gran cantidad de productos gaseosos que crean una espuma, que posteriormente se solidifica.
El producto resultante tiene un conjunto de cualidades de un buen aislante térmico:
La espuma de poliuretano se divide en dos grupos: dura y blanda. Los sólidos tienen una densidad de 30 a 150 kg / m 3 y una resistencia a la compresión de hasta 1000 kPa.
La conductividad térmica mínima de los materiales de este grupo es de 0.026 W / m ∙ K. Esto es menor que el de cualquier otro aislante térmico, y la figura se acerca mucho a la conductividad térmica del aire.
Las espumas blandas de poliuretano son goma espuma que todos conocen. Tienen una densidad de 8 a 30 kg / m 3 y una conductividad térmica de 0.03-0.04 W / m ∙ K. La espuma de poliuretano suave se usa en condiciones que excluyen las cargas, por lo que su resistencia no está estandarizada.
El poliuretano es inflamable, pero no propaga bien la llama y es propenso a auto extinguirse. Sus diferentes marcas pertenecen a diferentes grupos de combustibilidad, desde G4 hasta G2. Los sellos de baja inflamabilidad se obtienen incorporando componentes retardantes de llama en la composición. También hay un G1 PPU, pero su uso real sigue siendo una cuestión de futuro.
La espuma sólida se aplica mediante pulverización, suave: se vierte en la cavidad. Para la fachada se utiliza la pulverización de "espuma" sólida, seguido de enlucido.
La pulverización de espuma de poliuretano proporciona un aislamiento térmico sin costura que no tiene sujetadores y un marco que sirve como conductores fríos.
El yeso protege el aislamiento de la luz solar, la humedad atmosférica y mejora la seguridad contra incendios en el hogar.
El aerosol puede cubrir fácilmente incluso una superficie compleja. La foto de abajo muestra cómo el propietario de la casa de troncos prefirió la eficiencia térmica al aislamiento entre calentadores y el exterior auténtico de la cabaña.
Sin embargo, en esta aplicación, debe tener en cuenta la baja permeabilidad al vapor de la espuma y asegurarse de que las paredes de madera no acumulen humedad.
Se utiliza equipo especial para aplicar espuma de poliuretano. Para trabajar con él, necesitas protección ocular, respiratoria y ropa especial. Después del curado, el material se vuelve neutro y completamente seguro. No daña roedores, insectos, bacterias y hongos.
La única desventaja seria de PPU para el aislamiento es el alto precio. Un metro cúbico de "espuma" es 1.5 - 3 veces más caro que un cubo de espuma. En realidad, la diferencia es algo menor debido a la alta eficiencia térmica de la espuma de poliuretano y la adaptabilidad de su aplicación. Pero todavía es lo suficientemente grande.
La lana mineral está hecha de fibras que se forman a partir de una masa de vidrio o basalto. Las fibras están unidas con resinas de fenol-formaldehído.
Los principales parámetros de la lana de basalto son la conductividad térmica y la densidad. Además, es precisamente la densidad de la placa la que determina el método de su aplicación. Para estructuras de bastidor en las que el aislamiento no está bajo tensión, se utilizan placas ligeras o rollos con una densidad de hasta 50 kg / m 3 . Este aislamiento para el ático, para paredes, para pisos en los troncos.
El aislamiento térmico para un techo con una capa ventilada se realiza con protección de humedad obligatoria, lo que evita que el condensado que se forma en el techo entre en contacto con la lana.
Tableros de alta densidad: 120-140 kg / m 3 se utilizan para calentar el techo plano, según se opera, y no explotados. También pueden aislar el piso usando el método de "solera flotante sobre aislamiento".
Este es el nombre de un aislamiento de fibra de celulosa.Ecowool está hecho de residuos de papel y la industria textil. En apariencia y propiedades, este material es de hecho muy similar al algodón, la misma masa suave y esponjosa.
Es esta "suavidad" la que le confiere propiedades de aislamiento térmico. Y su tratamiento con antisépticos y retardantes de fuego da estabilidad biológica y evita que se queme.
propiedades de la lana ecológica:
Ecowool se usa en estructuras de edificios que no crean cargas en él. Estos son pisos y techos huecos, paredes de marco, muros cortina. Se utiliza en forma seca o húmeda. El método seco es llenar el vacío con una masa fibrosa suelta con la ayuda de una corriente de aire.
Así se llenan las estructuras horizontales y verticales. Para estructuras verticales, se requiere una piel ya ensamblada. El llenado con un calentador se realiza a través de aberturas en el mismo.
En el modo húmedo, el ecowool se aplica pulverizando en marcos abiertos en un lado. En este método, la masa fibrosa se adhiere a las superficies y se retiene en ellas después del secado.
Después de la aplicación, se realiza la nivelación del aislamiento y la instalación final de la carcasa.
Los fabricantes de Ecowool afirman que es completamente seguro y no emite sustancias nocivas. Pero dado que el aislamiento generalmente se realiza en el exterior, esta característica no es decisiva. Más importante aún, las fibras celulósicas pasan libremente a través de grandes volúmenes de vapor de agua sin condensarlo.
Ecowool no requiere protección contra vapores, como ocurre con otros materiales.
El costo del ecowool junto con su instalación, según el método de aplicación y la naturaleza de las estructuras aisladas, varía de 1,600 a 3,200 rublos por metro cúbico.
Conociendo las propiedades básicas de los materiales para el aislamiento, puede elegir. Y para mayor comodidad, recopilamos la información básica en la tabla:
Tabla
Densidad (kg / metro cúbico ) | Conductividad térmica (W / m K) | Permeabilidad al vapor (mg / m H Pa) | Absorción de agua (vol.%) | Resistencia a la compresión ( kPa con 10% de deformación) | Grupo de inflamabilidad | Precio por metro cúbico. m. | Espesor de la capa con R 0 = 2.19 (mm) | |
Polyfoam PSB-S (PPS o EPS) | 15 - 35 | 0.035 - 0.038 | 0.05 | 2 | 160 - 180 | G3 - G4 | 1900 - 4200 | 81 |
Espuma XPS | 23-45 | 0.032 | 0.014 | 0.2 | 100-200 | G4 | 4000 | 70 |
Espuma líquida | 10 - 30 | 0.028 - 0.038 | 0.21 - 0.24 | 20 | 7 - 49 | G2 | 300 | 72 |
Poliuretano | 40 - 160 | 0.026 - 0.03 | 0.05 | 1 - 4 | 150 - 1000 | G2 - G4 | 6500 - 12000 | 61 |
Lana de basalto | 26 - 150 | 0.039 - 0.042 | 0.3 - 0.5 | 1.5 | 30 - 50 | MAL | 4000 - 7000 | 88 |
Ecowool | 30 - 75 | 0.032 - 0.045 | 0.3 | --- | --- | G2 | 1600 - 3200 | 77 |
Selección de materiales para aislamiento se determina no solo por su conductividad térmica, sino también por otros factores:
El ladrillo, y especialmente el concreto, tiene una baja permeabilidad al vapor. Para la fachada de estos materiales, puede utilizar espuma, espuma de poliuretano y, en algunos casos, espuma de poliestireno extruido. El calentamiento se realiza de forma “húmeda” con la fijación de placas con pegamento y tacos, y luego se enyesan a lo largo de una malla de refuerzo.
La baja permeabilidad al vapor de la espuma puede crear condiciones para la acumulación de humedad en la pared. Esto puede evitarse aplicando para la decoración interior de materiales con permeabilidad al vapor limitada: yeso de cemento y arena, papel de vinilo, película protectora contra el vapor especial, montada bajo el falso panel de yeso.
Otra forma de evitar la humedad es usar lana mineral para el aislamiento. Se monta bajo yeso o con una fachada ventilada.Para el enlucido es necesario aplicar formulaciones especiales con alta permeabilidad al vapor. Los mejores resultados los da la fachada ventilada. El flujo constante a través de la capa de aire extrae la humedad y contribuye al drenaje de la pared.
Para la fachada con una capa intermedia ventilada, se utiliza algodón ligero de basalto con una densidad de 25 - 50 kg / m 3 o placas de lana mineral con una densidad de 50-100 kg / m 3 .
Una membrana de bobinado de luz se monta sobre la lana liviana, lo que inhibe el flujo de aire transversal y evita el "soplado de calor" del aislamiento. La lana mineral densa no necesita protección contra el viento.
El rechazo de la membrana a prueba de viento mejora la eliminación de la humedad del aislamiento, incluso con su mayor densidad. Especialmente para esta solución, se producen placas de densidad media con una capa externa compactada.
El concreto espumado o el concreto aireado tienen una alta permeabilidad al vapor. Debido a esto, el vapor de agua que se difunde desde el interior hacia el exterior alcanza fácilmente las capas frías, donde se produce una región de condensación. En una pared con aislamiento térmico, la condensación se produce en el borde exterior del hormigón de espuma o en una capa de aislamiento, dependiendo de su permeabilidad al vapor.
Tales paredes están mejor aisladas con materiales permeables: lana mineral, preferiblemente con un espacio de aire. Se obtienen buenos resultados con una fachada ventilada con bisagras con calentamiento a partir de espuma de carbamida o oleaje ecológico. Estos materiales son menos susceptibles a la condensación de humedad en ellos.
Estas paredes son muy sensibles a la humedad. Deben calentarse solo con materiales permeables con un espacio de aire y no descuidar la protección interna contra el vapor. Para ellos, puedes usar algodón de basalto, lana ecológica, espuma líquida.
Cuando se aíslan pisos, generalmente no hay duda de su permeabilidad al vapor. La excepción es el techo debajo del ático sin calefacción. La peculiaridad del aislamiento de pisos y pisos es la susceptibilidad del aislamiento a las cargas de compresión. Por lo tanto, se seleccionan los materiales apropiados para ellos: espuma de plástico, EPPS, lana mineral con una densidad de 120 kg / m 3 y más.
Al elegir los materiales, se deben tener en cuenta sus características:
Para marcos: para techos o pisos, el ático o la pared se caracteriza por la ausencia de materiales masivos. Prácticamente toda la barrera contra el calor y el frío se crea aislando el relleno del marco. Esto cambia la solución al problema de cuán grueso debe ser el aislante. Para el clima de Moscú, se necesita lana mineral de al menos 125 mm.
Es la lana mineral que se usa más comúnmente en tales construcciones. Espuma de poliestireno inaplicable debido a la inflamabilidad. Ecowool se puede utilizar. Tiene una mayor calidad de aislamiento y la probabilidad de condensación es menor.
El condensado es un problema grave para la pared del marco. Por lo tanto, definitivamente deben usar una barrera de vapor y es mejor dar preferencia a un forro ventilado. En el caso de la lana mineral, una losa gruesa sin una membrana a prueba de viento es menos susceptible de humedecerse.
La alfabetización mínima ayudará a navegar en la elección del aislamiento y la tecnología de su aplicación. Pero para cada caso particular, es necesario evaluar de manera competente las condiciones de uso de la casa y hacer recomendaciones basadas en cálculos precisos.