Коэффициент теплопроводности утеплителей
Коэффициент теплопроводности λ — тепловой поток в ваттах, который проходит через слой материала толщиной 1 м и площадью 1 м² при разнице температур на его поверхностях 1 °C; единица — Вт/(м·°C). Чем меньше λ, тем лучше материал держит тепло и тем тоньше нужен слой. У плитных утеплителей λ укладывается в 0,024–0,050, у засыпного керамзита — 0,14, у конструкционных материалов — от 0,08 у газобетона D300 до 2,04 у железобетона.
В таблице собраны расчётные значения утеплителей, которые продаются в рознице: минеральная вата по плотностям, стекловата, пенопласт, ЭППС, напыляемый пенополиуретан, PIR, эковата, пеностекло и керамзит. Их основа — декларируемая теплопроводность: значение в сухом состоянии при 10 °C, которое производитель подтверждает испытанием по ГОСТ 7076 и печатает на упаковке. Для проектного расчёта по СП 50.13330 применяют расчётную теплопроводность λ_А или λ_Б — для сухого (А) или влажного (Б) режима эксплуатации; она выше декларируемой из-за сорбционной влаги в материале, поэтому при проверке конструкции по норме толщину слоя берут с запасом или пересчитывают по λ_Б из прил. Т.
| Материал | Плотность, кг/м³ | λ, Вт/(м·°C) | Примечание |
|---|---|---|---|
| Минеральная вата (базальтовая) | 50 | 0,04 | Расчётное значение для плит 35–100 кг/м³; по плотностям — отдельные строки |
| Минеральная вата 35 кг/м³ (лёгкие плиты, скатная кровля) | 35 | 0,041 | — |
| Минеральная вата 50 кг/м³ (каркасные стены) | 50 | 0,04 | — |
| Минеральная вата 80 кг/м³ (вентфасад) | 80 | 0,04 | — |
| Минеральная вата 100 кг/м³ (вентфасад, полы) | 100 | 0,041 | — |
| Минеральная вата 150 кг/м³ (мокрый фасад, кровля) | 150 | 0,043 | — |
| Стекловата (маты и плиты из стекловолокна) | 20 | 0,044 | — |
| Экструдированный пенополистирол (ЭППС) | 35 | 0,032 | — |
| Пенопласт ПСБ-С (пенополистирол) | 20 | 0,038 | — |
| Пенополиуретан напыляемый (закрытоячеистый) | 40 | 0,035 | — |
| Эковата (целлюлозный утеплитель) | 45 | 0,041 | — |
| Пеностекло (блоки) | 130 | 0,05 | — |
| Керамзит насыпной (засыпка 10–20) | 400 | 0,14 | — |
| PIR-плита (пенополиизоцианурат) | 32 | 0,024 | — |
Источник: СП 50.13330.2012 (приложение Т); утеплители — ГОСТ 9573-2012, ГОСТ 15588-2014, ГОСТ 32310-2020 и декларации производителей
Значения таблицы использует калькулятор толщины утеплителя по регионам: он берёт λ выбранного материала, ГСОП города и считает слой для стены, кровли или чердачного перекрытия с учётом сопротивления существующей кладки.
Теплопроводность минваты, пенопласта и ЭППС
Теплопроводность минваты почти не зависит от плотности: лёгкие плиты 35 кг/м³ для скатной кровли дают 0,041, фасадные 80 кг/м³ — 0,040, жёсткие 150 кг/м³ под штукатурку — 0,043. Плотность выбирают по назначению — нагрузке, ветру в вентзазоре, способу крепления, — а не ради λ. У стекловаты λ выше, 0,044, зато она легче и дешевле. Плотность плит и число упаковок для конкретной стены подбирает расчёт минваты на стены дома.
Теплопроводность пенопласта ПСБ-С — 0,038 для расчётной марки ПСБ-С 25; у лёгкой ПСБ-С 15 она выше (0,042), у плотной ПСБ-С 35 ниже (0,037), потому что мелкие закрытые ячейки лучше удерживают воздух. Теплопроводность пеноплекса — это λ экструдированного пенополистирола, ЭППС: 0,032 при плотности 25–45 кг/м³; «Пеноплэкс» — торговая марка одного из заводов, в нормах материал называется XPS. Закрытые ячейки почти не впитывают воду, поэтому ЭППС идёт на цоколь, отмостку и полы по грунту, где минвата и пенопласт намокают и теряют теплозащиту. Листы и упаковки по маркам считает калькулятор пенопласта и ЭППС на утепление; там же таблица марок ПСБ-С с λ по ГОСТ 15588.
Самая низкая λ у PIR-плит — 0,024: пенополиизоцианурат с фольгированными обкладками при той же толщине даёт сопротивление в 1,7 раза выше, чем минвата. Напыляемый закрытоячеистый ППУ — 0,035, без швов и мостиков холода. Ограничения у обоих — цена и горючесть: на фасад без противопожарных рассечек из минваты их не применяют.
Сравнение утеплителей по теплопроводности
Сравнивать утеплители удобно по сопротивлению слоя одинаковой толщины. Сопротивление теплопередаче R — отношение толщины слоя в метрах к его λ, м²·°C/Вт; чем R больше, тем меньше тепла уходит через конструкцию. Слой 100 мм минваты с λ 0,040 даёт 2,5 м²·°C/Вт, ЭППС — 3,13, PIR — 4,17. Тот же результат в кирпиче — 1,4 м кладки, поэтому утепление всегда выгоднее наращивания стены.
| Утеплитель | Плотность, кг/м³ | λ, Вт/(м·°C) | R слоя 50 мм, м²·°C/Вт | R слоя 100 мм, м²·°C/Вт | Толщина при R = 1, мм | Взамен 100 мм минваты, мм | 100 мм слоя заменяют кладки, мм |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PIR-плита (пенополиизоцианурат) | 32 | 0,024 | 2,08 | 4,17 | 24 | 60 | 2 333 |
| Экструдированный пенополистирол (ЭППС) | 35 | 0,032 | 1,56 | 3,13 | 32 | 80 | 1 750 |
| Пенополиуретан напыляемый (закрытоячеистый) | 40 | 0,035 | 1,43 | 2,86 | 35 | 88 | 1 600 |
| Пенопласт ПСБ-С (пенополистирол) | 20 | 0,038 | 1,32 | 2,63 | 38 | 95 | 1 474 |
| Минеральная вата (базальтовая) | 50 | 0,04 | 1,25 | 2,5 | 40 | 100 | 1 400 |
| Эковата (целлюлозный утеплитель) | 45 | 0,041 | 1,22 | 2,44 | 41 | 103 | 1 366 |
| Стекловата (маты и плиты из стекловолокна) | 20 | 0,044 | 1,14 | 2,27 | 44 | 110 | 1 273 |
| Пеностекло (блоки) | 130 | 0,05 | 1 | 2 | 50 | 125 | 1 120 |
| Керамзит насыпной (засыпка 10–20) | 400 | 0,14 | 0,36 | 0,71 | 140 | 350 | 400 |
Эквивалент считается по λ: минеральная вата — 0,04, кладка из керамического полнотелого кирпича в сухом состоянии — 0,56 Вт/(м·°C). Толщины сравниваются только по теплозащите, без паропроницаемости, горючести и нагрузки. Источник: λ — прил. Т СП 50.13330.2012, ГОСТ 9573-2012, ГОСТ 15588-2014, ГОСТ 32310-2020 и декларации производителей; R = δ/λ — СП 50.13330.2012, прил. Е
Лучший утеплитель по теплопроводности — PIR, за ним ЭППС и ППУ, но выбирают не только по λ. За минвату — негорючесть (группа НГ) и паропроницаемость: она подходит для газобетона, бруса и каркаса, где влага должна выходить наружу через стену. Пенопласт дешевле всех на единицу R и годится для кирпича и бетона под штукатурку. ЭППС — для влажных и нагруженных зон. Эковата и стекловата — для засыпки и каркасов, керамзит — только для перекрытий и колодцевой кладки: слой 350 мм взамен 100 мм минваты на фасаде не разместить. Разницу в деньгах считают по толщине из таблицы и цене за кубометр: 1 м³ утеплителя покрывает при 100 мм 10 м², при 50 мм — 20 м².
Толщина утеплителя по ГСОП
ГСОП — градусо-сутки отопительного периода: разность внутренней температуры 20 °C и средней температуры отопительного периода, умноженная на его длительность в сутках. Для Сочи это 1 260, для Москвы 4 551, для Новосибирска 6 210, для Якутска 10 080 °C·сут. Нормируемое сопротивление R_req по СП 50.13330 растёт с ГСОП линейно, и толщина утеплителя — вместе с ним.
Толщина утеплителя для каркасной конструкции (СП 50.13330.2012, табл. 3, 4, 6, прил. Е)
δ = (R_req − 1/α_в − 1/α_н) × λ, где R_req = 0,00035 × ГСОП + 1,4 для стен и 0,0005 × ГСОП + 2,2 для кровли; α_в = 8,7, α_н = 23 Вт/(м²·°C)
В таблицах ниже утеплитель — единственный теплоизолирующий слой, как в каркасной стене или между стропилами. Для кирпича, газобетона или бруса из R_req вычитают ещё и сопротивление кладки, поэтому слой получается тоньше: кирпичной стене 380 мм в Москве достаточно 90 мм минваты, тогда как каркасной при том же ГСОП нужно 110–140 мм. Толщины округлены вверх до 10 мм — шага типоразмеров плит; в магазине берут ближайшую плиту или два слоя.
| Утеплитель | λ, Вт/(м·°C) | ГСОП 2 000 (R_req 2,1), мм | ГСОП 4 000 (R_req 2,8), мм | ГСОП 6 000 (R_req 3,5), мм | ГСОП 8 000 (R_req 4,2), мм | ГСОП 10 000 (R_req 4,9), мм |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PIR-плита (пенополиизоцианурат) | 0,024 | 50 | 70 | 90 | 100 | 120 |
| Экструдированный пенополистирол (ЭППС) | 0,032 | 70 | 90 | 110 | 130 | 160 |
| Пенополиуретан напыляемый (закрытоячеистый) | 0,035 | 70 | 100 | 120 | 150 | 170 |
| Пенопласт ПСБ-С (пенополистирол) | 0,038 | 80 | 110 | 130 | 160 | 190 |
| Минеральная вата (базальтовая) | 0,04 | 80 | 110 | 140 | 170 | 190 |
| Эковата (целлюлозный утеплитель) | 0,041 | 80 | 110 | 140 | 170 | 200 |
| Стекловата (маты и плиты из стекловолокна) | 0,044 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 |
| Пеностекло (блоки) | 0,05 | 100 | 140 | 170 | 210 | 240 |
| Керамзит насыпной (засыпка 10–20) | 0,14 | 280 | 370 | 470 | 570 | 670 |
Толщина δ = (R_req − 1/α_в − 1/α_н)·λ округлена вверх до 10 мм; обшивка, кладка и другие слои конструкции не учтены — для стены из кирпича или газобетона слой тоньше, точное значение по городу даёт калькулятор толщины утеплителя. Источник: R_req = 0,00035·ГСОП + 1,4, α_в = 8,7, α_н = 23 Вт/(м²·°C) — СП 50.13330.2012, табл. 3, 4, 6; ГСОП — СП 131.13330.2020; λ — прил. Т СП 50.13330.2012 и декларации производителей
Для кровли норма заметно выше: при ГСОП 4 000 — 4,2 м²·°C/Вт против 2,8 для стены. Поэтому в мансарде между стропилами высотой 150 мм минвату кладут в два слоя: 150 мм в межстропильное пространство и ещё 50 мм перекрёстно под стропилами, чтобы закрыть мостики холода через дерево. Над утеплителем оставляют вентзазор, изнутри ставят пароизоляцию.
| Утеплитель | λ, Вт/(м·°C) | ГСОП 2 000 (R_req 3,2), мм | ГСОП 4 000 (R_req 4,2), мм | ГСОП 6 000 (R_req 5,2), мм | ГСОП 8 000 (R_req 6,2), мм | ГСОП 10 000 (R_req 7,2), мм |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PIR-плита (пенополиизоцианурат) | 0,024 | 80 | 100 | 130 | 150 | 170 |
| Экструдированный пенополистирол (ЭППС) | 0,032 | 100 | 130 | 170 | 200 | 230 |
| Пенополиуретан напыляемый (закрытоячеистый) | 0,035 | 110 | 150 | 180 | 220 | 250 |
| Пенопласт ПСБ-С (пенополистирол) | 0,038 | 120 | 160 | 200 | 230 | 270 |
| Минеральная вата (базальтовая) | 0,04 | 130 | 170 | 210 | 250 | 290 |
| Эковата (целлюлозный утеплитель) | 0,041 | 130 | 170 | 210 | 250 | 290 |
| Стекловата (маты и плиты из стекловолокна) | 0,044 | 140 | 180 | 230 | 270 | 310 |
| Пеностекло (блоки) | 0,05 | 160 | 210 | 260 | 310 | 360 |
| Керамзит насыпной (засыпка 10–20) | 0,14 | 430 | 570 | 710 | 850 | 990 |
Толщина δ = (R_req − 1/α_в − 1/α_н)·λ округлена вверх до 10 мм; обшивка, кладка и другие слои конструкции не учтены — для стены из кирпича или газобетона слой тоньше, точное значение по городу даёт калькулятор толщины утеплителя. Источник: R_req = 0,0005·ГСОП + 2,2, α_в = 8,7, α_н = 23 Вт/(м²·°C) — СП 50.13330.2012, табл. 3, 4, 6; ГСОП — СП 131.13330.2020; λ — прил. Т СП 50.13330.2012 и декларации производителей
Где теряется тепло на самом деле — через стены, кровлю, окна, пол или вентиляцию — показывает расчёт теплопотерь дома: он суммирует потоки по всем ограждениям с теми же λ и переводит их в мощность котла.
Теплопроводность строительных материалов: кирпич, газобетон, бетон, дерево
Конструкционные материалы тоже сопротивляются тепловому потоку, но хуже утеплителей — от 2 раз у газобетона D300 до 50 у железобетона. Теплопроводность газобетона зависит от марки по плотности: D300 — 0,08, D400 — 0,11, D500 — 0,14, D600 — 0,16; поэтому стена из D400 толщиной 375 мм в средней полосе проходит норму без утепления, а из D500 и D600 — нет. Теплопроводность кирпича в кладке — 0,56 у полнотелого керамического, 0,41 у щелевого, 0,70 у силикатного, в сухом состоянии. Теплопроводность дерева поперёк волокон — 0,18 у сосны и ели, 0,23 у дуба: брус 150 мм по R равен 33 мм минваты. Теплопроводность бетона — 2,04 у железобетона: плита 200 мм даёт около 0,1 м²·°C/Вт и без утепления не работает.
| Материал | Группа | Плотность, кг/м³ | λ, Вт/(м·°C) | R слоя 100 мм, м²·°C/Вт | Толщина, равная 100 мм минваты, мм | Примечание |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Кирпич керамический полнотелый | стеновые | 1 800 | 0,56 | 0,18 | 1 400 | Кладка на цементно-песчаном растворе; λ — в сухом состоянии (СП 50, прил. Т), при условиях эксплуатации Б — 0,81 |
| Кирпич керамический пустотелый (щелевой) | стеновые | 1 300 | 0,41 | 0,24 | 1 025 | Кладка из кирпича брутто 1 300 кг/м³; λ — в сухом состоянии (СП 50, прил. Т), при условиях эксплуатации Б — 0,58 |
| Кирпич силикатный полнотелый | стеновые | 1 800 | 0,7 | 0,14 | 1 750 | Кладка на цементно-песчаном растворе; λ — в сухом состоянии (СП 50, прил. Т), при условиях эксплуатации Б — 0,87 |
| Керамический блок поризованный | стеновые | 800 | 0,18 | 0,56 | 450 | — |
| Газобетон D300 | стеновые | 300 | 0,08 | 1,25 | 200 | — |
| Газобетон D400 | стеновые | 400 | 0,11 | 0,91 | 275 | — |
| Газобетон D500 | стеновые | 500 | 0,14 | 0,71 | 350 | — |
| Газобетон D600 | стеновые | 600 | 0,16 | 0,63 | 400 | — |
| Пеноблок D600 | стеновые | 600 | 0,16 | 0,63 | 400 | — |
| Шлакоблок | стеновые | 1 200 | 0,52 | 0,19 | 1 300 | — |
| Керамзитобетон (стеновой блок) | стеновые | 1 000 | 0,41 | 0,24 | 1 025 | — |
| Арболит D600 | стеновые | 600 | 0,16 | 0,63 | 400 | — |
| Брус деревянный (сосна, ель) | стеновые | 500 | 0,18 | 0,56 | 450 | λ поперёк волокон; плотность при влажности 12 % |
| Бревно оцилиндрованное (сосна) | стеновые | 500 | 0,18 | 0,56 | 450 | Верхняя граница диапазона — бревно естественной влажности |
| Железобетон | бетоны и растворы | 2 500 | 2,04 | 0,05 | 5 100 | — |
| Цементно-песчаный раствор (ЦПС) | бетоны и растворы | 1 800 | 0,93 | 0,11 | 2 325 | — |
| Известково-песчаный раствор | бетоны и растворы | 1 600 | 0,81 | 0,12 | 2 025 | — |
| Цементно-известковый раствор | бетоны и растворы | 1 700 | 0,87 | 0,11 | 2 175 | — |
| Полистиролбетон D400 | бетоны и растворы | 400 | 0,14 | 0,71 | 350 | — |
| Сосна | древесина | 500 | 0,18 | 0,56 | 450 | Нижняя граница — при влажности 12 %, верхняя — свежеспиленная; λ поперёк волокон |
| Ель | древесина | 450 | 0,18 | 0,56 | 450 | — |
| Дуб | древесина | 700 | 0,23 | 0,43 | 575 | — |
| Фанера берёзовая (ФК, ФСФ) | древесина | 650 | 0,18 | 0,56 | 450 | — |
| ДСП (древесно-стружечная плита) | древесина | 750 | 0,23 | 0,43 | 575 | — |
| ДВП твёрдая (оргалит) | древесина | 950 | 0,29 | 0,34 | 725 | — |
| Гипсокартон (ГКЛ 12,5 мм) | кровля и отделка | 750 | 0,21 | 0,48 | 525 | — |
| Стекло листовое | прочее | 2 500 | 0,76 | 0,13 | 1 900 | Масса 1 м² — для стекла толщиной 4 мм |
Эквивалентная толщина = 100 мм × λ материала / 0,04. У кирпичной кладки при условиях эксплуатации Б λ выше сухого значения (числа — в примечании к строке), поэтому реальный эквивалент ещё больше. Источник: СП 50.13330.2012, прил. Т (кирпич — в сухом состоянии, растворы, железобетон, древесина и листы — условия эксплуатации Б); газобетон — ГОСТ 31359-2007; λ минваты для эквивалента — ГОСТ 9573-2012 и декларации производителей
Последняя числовая колонка показывает, какая толщина стены равна по теплозащите 100 мм минваты: 1 400 мм полнотелого кирпича, 350 мм газобетона D500, 450 мм бруса, 5 100 мм железобетона. Через долю каждого слоя в общем R определяют и положение фронта конденсации: точка росы в стене уходит в утеплитель, когда снаружи от несущего слоя набирается достаточное сопротивление.
Как пользоваться таблицами
Сопротивление многослойной стены — сумма сопротивлений слоёв: R = 1/α_в + Σ(δ_i/λ_i) + 1/α_н. Чтобы узнать, сколько утеплителя добавить к существующей стене, посчитайте её R по λ из последней таблицы, вычтите результат из R_req для своего ГСОП и умножьте разницу на λ утеплителя. Чтобы заменить один утеплитель другим при равной теплозащите, умножьте толщину на отношение λ: 100 мм минваты → 100 × 0,032 / 0,040 = 80 мм ЭППС. Для массы слоя и нагрузки на конструкцию плотность берут из справочника плотности строительных материалов.
Нормативные документы
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» — прил. Т (расчётные теплотехнические показатели материалов), табл. 3, 4, 6, прил. Е
- СП 131.13330.2020 «Строительная климатология» — ГСОП по городам
- ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме»
- ГОСТ 9573-2012 «Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные»
- ГОСТ 15588-2014 «Плиты пенополистирольные теплоизоляционные»
- ГОСТ 32310-2020 «Изделия из экструзионного пенополистирола XPS теплоизоляционные»
- ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения»