Как сохранить тепло
Журнал «Стройка»
В связи с постоянным ростом цен на теплоносители, многие из нас задумываются о том, каким же способом можно наиболее эффективно сохранить тепло в доме, одновременно снизив платежи за отопление. Для реализации этих задач существует достаточно много способов, которые можно применять как по отдельности, так и в комплексе. Но для того, чтобы подойти к этому процессу грамотно, необходимо вспомнить немного физики.
Как известно из курса физики, тепло распределяется в различных средах от «горячего» к «холодному». Значит, когда вопрос ставится об утеплении, то многие, считая, что необходимо перекрыть доступ холода к утепляемому объекту, ошибаются. Задача стоит совсем другая: Снизить потери тепла из утепляемого объекта в холодную среду, например, из дома на улицу.
Существует большое количество теплоизоляций. К их числу относятся теплоизолирующие системы на базе пенополистирола, минераловатных плит, пеноизола, керамзита, разнообразных вспенённых материалов.
Все они работают на одном принципе: в порах теплоизолирующего материала находится воздух, имеющий очень низкую теплопроводность, порядка 0,023 Вт/мК. Благодаря этому, образуется теплоизолирующий эффект, который в основном зависит от толщины материала и количества этих пор.
Но существуют ли системы теплоизоляции более эффективные, чем «классические воздушные»? Да, существуют. Они работают на сильно разряжённом воздухе, близком по характеристикам к вакууму. Вакуум практически не имеет теплопроводности, и это свойство используется в современных инновационных теплоизолирующих материалах. Принцип их работы заключается в том, что они состоят на 80-85% из вакуумированных керамических микросфер, и поэтому для получения эффекта «классической» теплоизоляции на основе минераловатного утеплителя толщиной 50 мм, достаточно слоя покрытия толщиной всего в 1 мм. Эти покрытия называются жидкокерамические теплоизолирующие составы и по своим физическим свойствам напоминают водорастворимую краску. Стоит заметить, что коэффициент теплопроводности этих составов составляет 0,0015 Вт/мК, что на порядок ниже, чем у «классических» воздушных теплоизоляций. Также, к плюсам жидкокерамических теплоизолирующих составов, можно отнести лёгкость и простоту применения, высокую скорость и низкую стоимость покрытия, эстетичность.
Помимо разницы в теплопроводности жидкокерамический теплоизолятор эффективно отражает тепловые потоки, что также увеличивает теплоизоляционный эффект. Чтобы сравнивать, как работают теплоизоляции на минераловатной основе (далее будем называть её «классической») и жидкокерамическая, то можно провести небольшой опыт.
Трубу диаметром 100 мм, наполненную горячей водой с температурой +80°С делим на три одинаковых участка. Первый (№1) оставляем открытым. Второй (№2) покрываем жидкокерамическим теплоизолятором RE-THERM, а третий (№3) покрываем «классической» теплоизоляцией с покрытием из оцинкованного железа. Измеряем температуру всех участков. На участке №1 температура после прогрева составляет 74°С, на участке №2 – 63°С, на участке №3 – 36°С.
После измерения температуры раскладываем на все участки одинаковые кусочки льда и наблюдаем следующую картину:
На участке №1 лёд растаял в течение 20сек., на участке №3, лёд растаял примерно через минуту, и последним, примерно через 2 минуты, лёд растаял на участке №2. В чём секрет подобного поведения льда? А секрет в том, что температура поверхности и теплопотери с этой поверхности связаны друг с другом относительно. Измерение специальным прибором ИПП-2 (измеритель тепловых потоков) показало, что теплопотери на участках составили:
- 1-й участок – 2686 Вт/м²,
- 2-ой участок – 833 Вт/м²,
- 3-ий – 1168 Вт/м².
На жидкокерамической теплоизоляции лёд растаял последним именно по причине более мощных тепловых потоков с «классической» теплоизоляции.
Ничего фантастического в данной ситуации нет, если знать принцип работы разных типов теплоизоляции. Что происходит в «классической» теплоизоляции? Потоки тепла с трубы распределяются с градиентом в сторону оцинкованного железа, а дальше происходит «эффект радиатора». Оцинкованное железо рассеивает поступающие потоки в окружающий воздух, а с учётом его большой площади, происходит максимальное охлаждение этого железа.
Жидкокерамическая теплоизоляция, за счёт вакуумированных микросфер, блокирует передачу тепла от одной стороны слоя покрытия к другой. Часть тепловых потоков отражается от керамических микросфер, что вызывает частичный нагрев покрытия теплоизоляции, и возврат тепловых потоков в теплоноситель. Конечно, часть потоков тепла проходит сквозь жидкокерамическую теплоизоляцию, но их гораздо меньше, чем в случае с «классической» теплоизоляцией.
Стоит отметить, что спектр применения жидкокерамической теплоизоляции не ограничивается только трубами. С таким же эффектом она применяется для утепления окон, стен, деталей оборудования и т.п. Помимо защиты от теплопотерь она также способна защитить от ожогов (за счёт низкой теплопередачи) при покрытии горячих участков поверхностей.
Сильная адгезия, устойчивость к различным агрессивным средам и долгий срок службы жидкокерамических теплоизоляций позволяют решить огромное количество задач по теплоизоляции и снижению теплопотерь в домостроении и ЖКХ.
