Теплопроводность (λ) — главный теплотехнический параметр жгута Вилатерм, определяющий его эффективность как теплоизоляционного заполнения строительного шва. При λ = 0,038–0,042 Вт/(м·К) пенополиэтилен сопоставим с лучшими образцами минеральной ваты, но при этом не теряет свойств при намокании. В статье приведены расчётные формулы, экспериментальные данные и сравнительные таблицы, позволяющие проектировщику выполнить теплотехнический расчёт шва с заполнением из Вилатерма.
1. Физика теплопереноса в пенополиэтилене
Теплоперенос в пенополиэтилене осуществляется по трём механизмам:
| Компонент | Значение, Вт/(м·К) | Доля, % |
|---|---|---|
| λтв (полимерный каркас) | ~0,004 | 10 |
| λг (газ в ячейках) | ~0,024 | 63 |
| λизл (излучение) | ~0,010 | 27 |
| λконв (конвекция) | ~0 | 0 |
| λсум | ~0,038 | 100 |
Основной вклад (63%) вносит теплопроводность газа в замкнутых ячейках. Именно поэтому пенополиэтилен сохраняет низкую λ десятилетиями — газ не замещается воздухом (ячейки закрыты).
2. Расчётные формулы теплопроводности
2. Зависимость λ от плотности и температуры
| ρ, кг/м³ | λ при −20°C | λ при 0°C | λ при +10°C | λ при +25°C | λ при +40°C |
|---|---|---|---|---|---|
| 25 | 0,036 | 0,038 | 0,040 | 0,042 | 0,044 |
| 30 | 0,034 | 0,036 | 0,038 | 0,040 | 0,042 |
| 35 | 0,035 | 0,037 | 0,039 | 0,041 | 0,043 |
| 40 | 0,038 | 0,040 | 0,042 | 0,044 | 0,046 |
4. Сравнение с альтернативными материалами
| Материал | λ, Вт/(м·К) | λ после намокания | Толщина для R=1,0 м²·°C/Вт |
|---|---|---|---|
| Пенополиэтилен (Вилатерм) | 0,038–0,042 | 0,038–0,042 (не меняется) | 38–42 мм |
| Минеральная вата (плита) | 0,040–0,045 | 0,08–0,12 (рост в 2–3 раза) | 40–45 мм |
| Пенополиуретан (ППУ) | 0,025–0,030 | 0,028–0,035 | 25–30 мм |
| Пенополистирол (ППС) | 0,035–0,040 | 0,038–0,045 | 35–40 мм |
| Гернитовый шнур | 0,09–0,12 | 0,12–0,18 | 90–120 мм |
| Вспененный каучук (K-Flex) | 0,036–0,040 | 0,036–0,040 | 36–40 мм |
По теплопроводности Вилатерм сопоставим с минеральной ватой и пенополистиролом, уступая только ППУ и вспененному каучуку. Однако по соотношению «цена / теплопроводность / влагостойкость» пенополиэтилен является одним из лучших решений для строительных швов.
5. Теплотехнический расчёт шва с Вилатермом
Дано: шов шириной 25 мм, жгут Вилатерм 40 мм (ρ = 30 кг/м³, λ = 0,038), слой мастики 4 мм (λ = 0,25).
Расчёт: Rшва = 0,025 / 0,038 + 0,004 / 0,25 = 0,658 + 0,016 = 0,674 м²·°C/Вт.
Оценка: для стены с R = 3,0 м²·°C/Вт шов с R = 0,674 снижает приведённое сопротивление теплопередаче. При доле швов 5% от площади фасада: Rприв ≈ 1 / (0,95/3,0 + 0,05/0,674) = 2,56 м²·°C/Вт (снижение на 15%).
6. Влияние влажности на теплопроводность
| Материал | λ сухого | λ при 5% влажности | Рост λ, % |
|---|---|---|---|
| Пенополиэтилен | 0,038 | 0,038 | 0 |
| Минеральная вата | 0,042 | 0,078 | +86 |
| Гернитовый шнур | 0,10 | 0,16 | +60 |
Нулевой рост теплопроводности при увлажнении — уникальное преимущество пенополиэтилена, обусловленное закрытоячеистой структурой. Вода просто не может проникнуть в ячейки.
- Теплопроводность жгута Вилатерм λ = 0,038–0,042 Вт/(м·К), минимум достигается при ρ ≈ 30 кг/м³.
- 63% теплопереноса обеспечивается газом в закрытых ячейках; материал не теряет теплоизоляционных свойств при намокании.
- Для инженерных расчётов: λ ≈ 0,025 + 0,0004·ρ (погрешность ±5%).
- Температурный коэффициент λ: +0,002 К⁻¹ (рост ~5% на каждые +25°C).
- По соотношению «теплопроводность / влагостойкость / цена» Вилатерм превосходит минвату и гернит.
Поможем рассчитать сопротивление теплопередаче для вашего проекта. Жгуты Вилатерм с подтверждённой теплопроводностью — на складе.
- ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности».
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».
- ГОСТ 17177-94 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний».
- Russell H.W. Principles of Heat Flow in Porous Insulators. — J. Am. Ceram. Soc., 1935.
- Glicksman L.R. Heat Transfer in Foams. — In: Low Density Cellular Plastics, Springer, 1994.