Почему теплопроводность досок больше чем опилок

Почему теплопроводность сосновых досок в 3,7 раза больше, чем у опилок?

В ходе различные научных экспериментов подсчитано, что теплопроводность сосновых досок в 3,7 раза больше, чем сосновых описок. Чем объяснить такую большую разницу?

Если кратко, то наличием воздуха, который имеет очень маленькую теплопроводность, а сама стружка, является как бы емкостью, которая мешает передавать тепло (холод) способом конвекции (перемешивания воздуха. И так к слову практически все теплоизоляционные материалы это «емкости» для воздуха и чем мельче эти объемы воздуха и больше общий объем воздуха тем теплопроводность материала ниже.

Опилки представляют собой мелкую сосновую стружку. Между опилками находятся воздушные пустоты. Высокая теплопроводность достигается в однородном материале. А при наличии в этом материале воздушных пор теплопроводность уже снижается. Этим все объяснено. Для сравнения, по этой же причине в наших домах двойные окна. Промежуток между окнами снижает общую теплопроводность окна.

Есть такое понятие как показатель теплоемкости материала при проведения тепла. Различные материалы имеют разное значение теплоемкости, что влияет на их изолирующую эффективность, что можно определить как количество тепла/энергии (выраженное в ккал), которое может быть проведено за единицу времени через единицу площади материала определенной толщины.

Теплопроводность определяются количеством газа, удерживаемого внутри материала, и количеством газовых карманов: чем выше количество ячеек (которые могут поддерживать застой газа) и чем меньше их размер, тем ниже теплопроводность: в досках таких ячеек меньше, чем в опилках, поэтому теплопроводность выше.

В России, из-за особенностей климата, не так много очень старых деревьев.

Но, даже те, которым 200-300 лет, с доказанной историей, внесены в специальный реестр особо охраняемых. Есть правительственная программа «Деревья – памятники живой природы».

Статус охраняемых объектов природы в настоящее время имеют порядка двух десятков самых старых деревьев России, в том числе дуб в Чувашии возрастом 480 лет, 400-летний дуб на Дону и 700-летний платан в Дагестане. Кроме того, в Якутии учеными был обнаружен целый участок лиственниц Каяндера (Larix cajanderi), среди которых более десятка деревьев имеют возраст от 750 до 885 лет.

Больше старых дубов. В Мордовии на территории Симкинского парка есть дуб, которому 419 лет.

В Чувашии есть дуб, возрастом 480 лет, в Дагестане естьплатан, которому 700 лет. В Якутии есть несколько участок лиственниц, возраст которых от 750 до 885 лет.

В реестре старых деревьев есть «шаманская сосна» у озера Байкал.

В Удмуртии есть сосна в Якшур-Бодьинском районе, ее тоже внесли в реестр. Ей 100 лет, высота 20 метров. Сосна величественна и красива.

Источник

Утепление опилками

Спальню, пристроенную к дому прошлым летом, мы утеплили стружкой. Тепловая и звуковая изоляция оказалась хуже, чем у минеральной ваты. В этой заметке описано какие выводы мы сделали, чем мы будем утеплять следующую постройку и почему.

Наш дом, в котором мы живём уже третью зиму, утеплён минеральной ватой слоем 10 см (везде — пол, стены, крыша). Наша новая спальня, которую мы построили прошедшим летом — утеплена стружкой слоем 15 см (тоже везде). Зима на исходе, и можно с уверенностью сказать, что стружка несколько проигрывает минеральной вате по теплоизоляционным свойствам, даже когда её в полтора раза больше, и сильно проигрывает как звукоизоляция. Это подтверждает и наш сосед, который также утеплял пристройку стружкой и получил тот же результат. Вполне возможно, что этот эффект связан с разницей в конструкции: например, наш основной дом изнутри зашит листами OSB, а пристройка — нет.

Теплопроводность основных материалов такова:

Стружка, которую мы использовали, получена при производстве плинтусов, наличников и прочего отделочного дерева. Она сухая.

Стружка, которой мы утепляли.

Из таблицы видно, что теплоизоляционные свойства опилок в полтора раза хуже эковаты и незначительно хуже минеральной ваты. Тем не менее, у опилок есть несколько важных преимуществ:

Сравнение цены утепления опилками и минватой

Исходя из характеристик материалов, утеплённая опилками стена должна быть вдвое толще стены, утеплённой эковатой. Будет ли это выгодно, или перерасход древесины съест всю разницу? Это легко посчитать.

Стружку нам привозил специальный трактор с прицепом объёмом 20 м³. Доставка стоила 2000 рублей. Выходит 100 рублей за кубометр. Можно возить в мешках, грузовиками, тракторами, как угодно — цена изменится не сильно.

Минеральная вата стоит 710 рублей за упаковку объёмом 0,432 м³. Получается 1643 рубля за кубометр. Это в 16 с лишним раз дороже.

Эковата, там где мы её покупали, продаётся по 450 р за упаковку весом 15 кг, это 30 р/кг. Для утепления стен рекомендуют плотность 70 кг/м³, это 2100 р/м³ (10+ раз). Для утепления горизонтальных перекрытий рекомендуют 50 кг/м³, это 1500 р/м³ (7+ раз).

Выходит, что за те же деньги можно утеплить 15 см стены минеральной ватой или 2,4 м стены опилками. Теплопроводность будет 0,373 и 0,0335 соответственно, разница в десять с лишним раз. Но нужно ещё учесть стоимость досок, из которых построен каркас стены. Со стенами толщиной 15-20 см всё просто: есть доска 50×200, из неё собирают обычную стену. Но как собрать стену толще метра? Оказывается, всё просто.

Толстая стена, по-английски «truss wall».

Таким образом, практически независимо от толщины стены, расход досок увеличивается всего в 2 с небольшим раза. Например, для обычной стены высотой 3 метра для одной стойки нужна доска 50×150, это 0,0225 м³ древесины. Если делать стену толщиной полметра, таких стоек нужно две, ещё нужно 4 стяжки и 2 укосины, которые можно сделать из доски по-проще, например — дюймовки. Выходит 6 метров доски 50 мм и 4 метра доски 25 мм, итого 0,06 м³ доски.

Но это ещё не всё. Стойки обвязаны доской снизу и сверху, причём сверху — в два слоя. Стойки ставят с шагом 60 см, выходит на каждую стойку нужно ещё 180 см доски для простой стены и 360 для толстой. Итого выходит 0,036 м³ доски за 60 см для обычной стены и 0,132 м³ для толстой. Разница в 2,2 раза.

Теперь в рублях. Один кубометр доски стоит 5500 рублей. Для 0,6 п/м тонкой стены (объём полости 0.2475 м³) нужно доски на 198 рублей и минеральной ваты на 407, итого 605 рублей. Те же 60 см толстой стены (объём пролёта 0.850 м³) обойдутся в 726 рублей за доски и 170 за опилки, итого 896 рублей. Стена с опилками, построенная по приведённой выше схеме, получилась в 3,3 раза толще, в 2,87 раза теплее и в 1,48 раза дороже.

Но теплопроводность опилок всего в 1,16 раза больше минеральной ваты. И если сделать стену не в 3 с лишним, а всего в два раза толще (30 см) — она уже будет теплее. Древесины при этом нужно меньше, ведь поперечные стяжки и укосины между двумя стенами не нужны. Расход древесины увеличивается ровно вдвое: 0,072 м³ или 396 рублей. Стоимость утеплителя (0.495 м³) — 99 рублей, итого 495 рубля за 60 погонных сантиметров стены. В итоге стена получается в 2 раза толще, в 1,71 раза теплее и в 1,22 раза дешевле.

На самом деле толстая стена чуть теплее за счёт меньшего количества мостиков холода: в тонкой стене деревянная стойка занимает всю толщину стены, а её теплопроводность почти в 2 раза выше чем у опилок и почти в 3 раза выше чем у минеральной ваты. Но вряд ли эта разница существенна. Ещё стена может быть дешевле, если не использовать укосины для каждой пары стоек — я пока не уверен, что в них есть смысл. Без укосин стена с минватой 15 см и стена с опилками 50 см стоят одинаково, при этом опилки выходят в 2,87 раза теплее.

На всякий случай, вот удобная для восприятия таблица, фрагмент стены 300×60 см:

Таким образом, утеплять опилками эффективнее, экологичнее и дешевле. Например, наш нынешний дом состоит из 120 м² поверхностей, утеплённых минеральной ватой. Это примерно 20 тысяч по нынешним ценам. При использовании опилок мы потратили бы на 5 тысяч меньше только за счёт утеплителя, ещё доставка минеральной ваты обошлась бы в 1-2 тысячи в лучшем случае (если брать то, что есть в райцентре).

Какова трудоёмкость утепления этими материалами? С минеральной ватой всё относительно просто: её маты удобно укладывать, довольно быстро, но при этом разлетаются осколки, которые оседают на коже и вызывают зуд в течение нескольких последующих дней, и от этого не спасёт костюм с респиратором; кроме того, в костюме будет жарко работать даже зимой. По моим ощущениям, это очень неприятный момент. Опилки засыпать дольше, но никакого дискомфорта они не вызывают. Кроме того, их в толстую стену можно засыпать сразу из мешка, по 200 литров — это быстро, а ещё можно задувать садовым пылесосом — не быстрее, но проще. Наконец, засыпка эковаты по трудоёмкости превосходит опилки: технология засыпки идентична, но эковату надо предварительно распушить специальным миксером.

Другие материалы

При выборе утеплителя для основного дома я пересмотрел все существующие варианты. Лучший утеплитель — пенополиуретан. Это почти та же пена, что и в баллонах, но в более удобной упаковке и по чуть лучшей цене. Главный минус этого материала — ядовитые газы при горении. Сам он не горит, и горению не способствует, но если вплотную к нему горит дерево — он нагревается до температуры выделения газов, нескольких вдохов которых достаточно для летального исхода (см. Хромая лошадь). Вроде бы незачем сидеть в доме, когда он горит, но вдруг возгорание произошло ночью, когда все спят? Можно не успеть выбежать на улицу.

На втором месте стоит полистирол — экструдированный, за ним идёт обычный пенопласт. Во-первых, они тоже выделяют ядовитые газы при сильном нагревании. Во-вторых, это жёсткий листовой материал. Каркас у нас строят из сырой доски, потому что сухую не продают, а если сушить — её сильно ведёт. При высыхании доски уменьшаются в размере и между доской и листами пенопласта появляется зазор в несколько миллиметров. Это прекрасный канал для конвекции. Эти зазоры можно запенить, но для этого нужно ждать несколько месяцев после постройки, пока дом не просохнет, и только потом отделывать изнутри. Это не всегда удобно.

Эта проблема, кстати, возникает и с сыпучими утеплителями, вроде эковаты и — вероятно — опилок. При засыпке их утрамбовывают, они слёживаются практически в маты, и при высыхании дерева уже не рассыпаются, не заполняют образовавшиеся щели.

Минусы опилок

Главный минус — относительно высокая теплопроводность. С лихвой компенсируется низкой ценой.

Ещё один минус — то, что в опилках могут жить все виды животных, от муравьёв до бобров. Однако мыши, как выяснилось, совершенно не боятся эковаты, как было заявлено производителем, и живут вообще в любом утеплителе. Бороться с ними можно только кошками. Что мешает поселиться в минеральной вате муравьям — тоже не совсем ясно. Наверное то, что в привычных природных условиях жить лучше, чем в стене дома.

Чтобы избавиться от насекомых рекомендуют смешивать опилки с известью, но она за несколько лет выветривается (теряет свойства), гарантии от насекомых не даёт, при этом стоит денег и это лишний химический компонент, который в доме, в общем-то, не нужен. К тому же люди находят утеплённые опилками дома возрастом почти под сотню лет, и дома эти в прекрасном состоянии — муравьи их не съели, так что важность извести под вопросом.

Исходя из всего этого, вероятнее всего наш будущий дом будет утеплён опилками.

Источник

Опилки для утепления стен, полов, перекрытий: почему некоторые застройщики выбирают именно их?

Сама идея утепления дома опилками не может не вызывать сомнения, ведь измельченная древесина пожароопасна и подвержена гниению. Разве можно использовать ее для засыпки каркасных стен, полов и перекрытий? Как ни странно, да. И если все сделать правильно, дом простоит не одно десятилетие

Утепление опилками можно уверенно назвать технологией, проверенной временем. В СССР ее активно применяли, что отражено в СНИП II-А.7-62 «Строительная теплотехника. Нормы проектирования» 1962 года. Более того, по сей день стоят и эксплуатируются опилкозасыпные дома, возведенные еще в XIX веке.

Справедливости ради стоит отметить, что большинство старых построек имеют довольно тонкие стены — порядка 10-12 см, и в холода их приходится сильно топить. В современных домах слой опилочного утеплителя значительно толще — 30-35 см, и они полностью соответствуют нормам по сопротивлению теплопередаче. Но что же заставляет прогрессивных застройщиков отказаться от пенополиуретана и каменной ваты в пользу отходов деревообработки?

Достоинства опилок

Важное преимущество опилок — в их дешевизне. Мешок емкостью 50 л. стоит в среднем 100-300 руб., спрессованный брикет весом 20 кг обойдется в 200-230 руб. А при некотором везении отходы деревообработки получить бесплатно. Многие производства готовы отдавать их даром, чтобы избавить себя от хлопот по вывозу мусора.

По теплоизоляционным характеристикам опилки, засыпанные слоем 10 см., соответствуют 8-9 см минеральной ваты или 7 см пенопласта

Впрочем, доступная цена — не единственный плюс опилок. Этот материал отличает удивительная долговечность. Синтетические утеплители, такие, как пенопласт, пенополистирол и пенополиуретан, служат в среднем около 30 лет (PIR-плиты сохраняют заявленные характеристики до 50 лет). Минеральная вата «живет» несколько дольше — 50-70 лет. Измельченная же древесина способна сохранять свои эксплуатационные свойства 100 лет и даже более.

Также стоит отметить такое полезное для утеплителя качество, как паропроницаемость. Опилки прекрасно «дышат», что благоприятно влияет на микроклимат дома. Кроме того, у застройщика появляется возможность сэкономить на пароизоляционных мембранах, которые при данном виде теплоизоляции попросту не нужны.

Но это еще не все. В доме, утепленном опилками, никогда не бывает слишком сыро или сухо. Дело в том, что измельченная древесина способна впитывать в себя конденсат, если воздух становится слишком влажным, и испарять его в противоположной ситуации. Полимерные материалы не могут этим похвастать.

И наконец, упомянем экологическую чистоту опилок. Они не источают неприятных «химических» запахов и не несут угрозы здоровью обитателей дома.

Недостатки опилок

Разумеется, говоря о достоинствах опилок, мы не можем не рассказать и о недостатках. Первый и основной — пожароопасность. Притом, что утрамбованный утеплитель возгорается неохотно, и скорее тлеет, чем полыхает ярким пламенем, огня он боится значительно больше, чем другие материалы.

В доме, утепленном опилками, важно строго соблюдать правила пожарной безопасности и держать под рукой огнетушитель. Не лишней будет и пожарная сигнализации

Отдавая предпочтение древесному теплоизолятору, следует учитывать, что внутри каркасных стен могут завестись мыши. Впрочем, это касается всех засыпных утеплителей. Надежной защитой от грызунов станет мелкоячеистая металлическая сетка.

Еще одна проблема — подверженность гниению, которое может возникнуть из-за протечек, неэффективной вентиляции и проч.

И наконец, трудоемкость процесса укладки. Опилки нельзя просто высыпать из мешка и предоставить сами себе. Они осядут, уменьшившись в объеме в полтора-два раза, и вверху стен образуются пустоты, которые станут мостиками холода. Необходима трамбовка. Ее делают при помощи небольшого деревянного бруска или обрезка доски через каждые 20 см материала.

Кроме того, желательна проливка известковым молочком. Она делает трамбовку более эффективной, а также служит антисептиком для древесины, предотвращая возможное гниение.

Проливку цементным молочком следует производить весной или ранним летом, чтобы утеплитель успел полностью высохнуть к началу зимы

К сожалению, трамбование не может полностью решить проблему осадки. Спустя какое-то время опилки еще больше спрессуются под своим весом, и засыпку нужно будет восполнить. Для этого в конструкции каркасной стены необходимо предусмотреть технические отверстия.

Источник

Деревянные опилки и их теплопроводность.

Чем же он меня так привлекает? Почему именно супернадежный? Потому что, как показывает практика, по надежности он практически не уступает такому утеплителю, как, например, керамзит, или даже пеностекло. По крайней мере, 30 лет гарантии, это уже для меня показатель. И даже если через 30 лет возникнет нужда заменить его (в чем я очень сомневаюсь), то это будет не очень хлопотное и совсем не затратное занятие.

А дело в воздухе. Вообще, воздух считается самым нетеплопроводным, изолятором тепла, но это только тогда, когда он неподвижен. В реальности воздух постоянно конвектирует, перетекает, перенося тепловую энергию от более теплых обтекаемых предметов к более холодным. Вот тебе и теплоизолятор!

Но в данном случае конвекция воздуха очень затруднена. В закрытых ячейках пенопластов воздух хоть и конвектирует от стенки к стенке, но процесс теплопередачи от одной плоскости пенопласта к другой должен повториться тысячи и миллионы раз, в соответствии с количеством ячеек в толще материала.

В минвате же попросту сильно затруднено движение воздуха, который также должен передать тепло тысячам и миллионам иголок на своем пути. И вот что интересно (обращаю особо твое внимание!): если сделать ячейки того же пенопласта еще мельче, то он перестанет быть «теплее», наоборот, его коэффициент теплопроводности начнет увеличиваться. Это обстоятельство говорит о том, что существует определенный оптимальный вид структуры утеплителя, отклонение от которого ведет к ухудшению его теплоизоляционных качеств.

Источник