Таблица теплопроводности пенопласта: Page not found – bouw.ru

Содержание

Теплопроводность пенопласта - точные данные

Пенопласт имеет следующие преимущества перед другими утеплительными материалами: экологичность, лёгкость, гигроскопичность, невысокая стоимость. Однако, главное достоинство — низкая теплопроводность пенопласта, которая делает его одним из наиболее распространенных теплоизолирующих материалов.

Общее описание

Пенопласт представляет собой плиты различной толщины, состоящие из вспененного материала – полимера. Теплопроводность пенопласта обеспечивается воздухом, из которого он состоит на 95-98%, т.е. газа, который не пропускает тепло.

Так как пенопласт в своей основе состоит из воздуха, то он имеет крайне низкую плотность, и, соответственно, малый удельный вес. Также пенопласт обладает очень хорошей звукоизоляцией (тонкие перегородки ячеек, заполненные воздухом – очень плохой проводник звуков).

В зависимости от исходного сырья (полимера) и процессов изготовления, можно производить пенопласт разной плотности, устойчивости к воздействию механических факторов, устойчивости к иным видам воздействия.

В связи с вышеперечисленным, обусловливается выбор определенного вида пенопласта и его применение.

Характеристики теплопроводности пенопласта

Для того чтобы рассмотреть такую характеристику, как теплопроводность пенопласта, разберемся для начала, что из себя представляет в принципе теплопроводность материалов. Теплопроводностью называют количественную характеристику способности тела проводить тепло.

Это количество тепловой энергии (Ватт), которое любой материал способен провести через себя (метр), при определенной температуре (С) за определенное время. Обозначается — λ и выражается Вт/м•С.

Определим оптимальные размеры данного утеплителя исходя из его теплопроводных характеристик. На рынке стройматериалов большое множество различных утеплителей. Пенопласт, как мы уже знаем, обладает теплопроводностью очень низкой, но эта величина зависит от марки материала.

Например, пенопласт марки ПСБ-С 50 имеет плотность 50 кг/м3. Таким образом, его теплопроводность составляет 0,041 Вт/м•С (данные указаны при 20-30 С).

Для пенопласта марки ПСБ-С 25 значение будет 0,041 Вт/м•С, а марки ПСБ-С 35 – 0,038 Вт/м•С. Приведенные величины коэффициентов теплопроводности указаны для пенопласта одинаковой толщины.

Наиболее заметна теплопроводность пенопласта при сопоставлении значений с другими теплоизоляционными материалами. К примеру, лист пенопласта 30-40 мм аналогичен объёму минваты в несколько раз большей, а толщина листа 150 мм заменяет 185 мм пенополистирола. Конечно, есть материалы, у которых коэффициент ниже. К таким относится и пеноплекс. 30 мм пеноплекса смогут заменить 40 мм пенопласта, при аналогичных условиях.

Какие листы выбрать?

Чтобы добиться наиболее эффективной теплоизоляции стены, необходимо правильно рассчитать толщину используемого утеплителя. Для примера рассчитаем, какой толщины нужен утеплитель для стены толщиной в один кирпич.

Сначала необходимо узнать общее теплосопротивление. Это постоянное значение, зависящее от климатических условий в определенной области страны. На юге России она составляет 2,8 кВт/м2, для полосы умеренного климата — 4,2 кВт/м2. Затем найдем теплосопротивление кирпичной кладки: R = p/k, где p – толщина стены, а k – коэффициент, указывающий, насколько сильно стена проводит тепло.

Имея начальные данные, мы можем узнать, какое теплосопротивление утеплителя необходимо использовать, применив формулу p=R*k. где R — общее теплосопротивление, а k — значение теплопроводности утеплителя.

Возьмем для примера пенопласт марки ПСБ-С 35, имеющий плотность 35 кг/м3 для стены, толщиной в один кирпич (0,25 м) в регионе средней полосы России. Общее теплосопротивление имеет значение 4,2 кВт/м2.

Для начала необходимо узнать теплосопротивление нашей стены (R1). Коэффициент для силикатного пустотного кирпича составляет 0,76 Вт/м•С (k1), толщина – 0,25 м (p1). Находим теплосопротивление:

R1 = p1 / k1 = 0,25 / 0,76 = 0,32 (кВт/м2).

Теперь находим теплосопротивление для утеплителя (R2):

R2 = R – R1 = 4. 2 – 0,32 = 3,88 (кВт/м2)

Значение теплосопротивления пенопласта ПСБ-С 35 (k2) равен 0,038 Вт/м•С. Находим требуемую толщину пенопласта (p2):

p2 = R2*k2 = 3.88*0.038 = 0.15 м.

Вывод: при заданных условиях нам необходим пенопласт ПСБ-С 35 15 см.

Аналогичным способом можно сделать расчеты для любого материала, используемого в качестве утеплителя. Коэффициенты теплопроводности разных строительных материалов можно найти в специальной литературе или в сети Интернет.

Теплопроводность и плотность пеноплэкса, сравнение с пенополистиролом ПСБ

Представлена сравнительная таблица значений коэффициента теплопроводности, плотности пеноплэкса и пенополистирола ПСБ различных марок в сухом состоянии при температуре 20…30°С. Указан также диапазон их рабочей температуры.

Теплоизоляцию пеноплэкс, в отличие от беспрессового пенополистирола ПСБ, производят при повышенных температуре и давлении с добавлением пенообразователя и выдавливают через экструдер. Такая технология производства обеспечивает пеноплэксу закрытую микропористую структуру.

Пеноплэкс, по сравнению с пенополистиролом ПСБ, обладает более низким значением коэффициента теплопроводности

λ, который составляет 0,03…0,036 Вт/(м·град). Теплопроводность пеноплэкса приблизительно на 30% ниже этого показателя у такого традиционного утеплителя, как минеральная вата. Следует отметить, что коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ в зависимости от марки находится в пределах 0,037…0,043 Вт/(м·град).

Плотность пеноплэкса ρ по данным производителя находится в диапазоне от 22 до 47 кг/м3 в зависимости от марки. Показатели плотности пенополистирола ПСБ ниже — плотность самых легких марок ПСБ-15 и ПСБ-25 может составлять от 6 до 25 кг/м3, соответственно.

Максимальная температура применения пенополистирола пеноплэкс составляет 75°С. У пенопласта ПСБ она несколько выше и может достигать 80°С. При нагревании выше 75°С пеноплэкс не плавится, однако ухудшаются его прочностные характеристики. Насколько при таких условиях увеличивается коэффициент теплопроводности этого теплоизоляционного материала, производителем не сообщается.

Теплопроводность и плотность пеноплэкса и пенополистирола ПСБ
Марка пенополистирола λ, Вт/(м·К) ρ, кг/м3 tраб, °С
Пеноплэкс
Плиты Пеноплэкс комфорт 0,03 25…35 -100…+75
Пеноплэкс Фундамент 0,03 29…33 -100…+75
Пеноплэкс Кровля 0,03 26…34 -100…+75
Сегменты Пеноплэкс марки 35 0,03 33…38 -60…+75
Сегменты Пеноплэкс марки 45 0,03 38…45 -60…+75
Пеноплэкс Блок 0,036 от 25 -100…+75
Пеноплэкс 45 0,03 40…47 -100…+75
Пеноплэкс Уклон 0,03 от 22 -100…+75
Пеноплэкс Фасад 0,03 25…33
-100…+75
Пеноплэкс Стена 0,03 25…32 -70…+75
Пеноплэкс Гео 0,03 28…36 -100…+75
Пеноплэкс Основа 0,03 от 22 -100…+75
Пенополистирол ПСБ (пенопласт)
ПСБ-15 0,042…0,043 до 15 до 80
ПСБ-25 0,039…0,041 15…25 до 80
ПСБ-35 0,037…0,038 25…35 до 80
ПСБ-50 0,04…0,041 35…50 до 80

Следует отметить, что теплоизоляция пеноплэкс благодаря своей закрытой микропористой структуре практически не впитывает влагу, не подвергается воздействию плесени, грибков и других микроорганизмов, является экологичным и безопасным для человека утеплителем.

Кроме того, экструдированный пенополистирол пеноплэкс обладает достаточно высокой химической стойкостью ко многим используемым в строительстве материалам. Однако некоторые органические вещества и растворители, приведенные в таблице ниже, могут привести к размягчению, усадке и даже растворению теплоизоляционных плит.

Химическая стойкость теплоизоляции пеноплэкс
Высокая хим. стойкость Низкая хим. стойкость
Кислоты (органические и неорганические) Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол)
Растворы солей Альдегиды (формальдегид, формалин)
Едкие щелочи Кетоны (ацетон, метилэтилкетон)
Хлорная известь Эфиры (диэтиловый эфир, этилацетат, метилацетат)
Спирт и спиртовые красители Бензин, керосин, дизельное топливо
Вода и краски на водной основе Каменноугольная смола
Аммиак, фреоны, парафины, масла Полиэфирные смолы (отвердители эпоксидных смол)
Цементы, строительные растворы и бетоны Масляные краски

Источники:

  1. ООО «Пеноплэкс СПб».
  2. ГОСТ 15588-86 Плиты пенополистирольные. Технические условия.

от чего зависит, сравнение с минватой и Пеноплексом, цены

Одна из самых важных характеристик при выборе любого утеплителя – теплопроводность. Ее коэффициент показывает, сколько тепла проходит через материал (пенопласт, Penoplex, кирпич, минвату) за определенное время. Чем дольше длится процесс такого теплообмена, тем ниже будет его значение и, соответственно, тем больше тепла останется внутри помещения.

Оглавление:

  1. От чего зависит теплопроводность?
  2. Сравнение с Пеноплексом и минватой
  3. Цена пенополистирола

Что влияет на теплопередачу?

Существует несколько факторов, которые значительно влияют на ее величину:

  • наличие пор и их структура;
  • плотность, толщина;
  • влагопоглощаемость.

Благодаря наличию пор в материале, как, например, в пенопласте и Пеноплексе, они имеют низкую теплопередачу. Внутри гранул нет ничего, кроме воздуха, а он имеет самую малую величину коэффициента – 0,022 Вт/м·К.

Закрытые и маленького размера поры также затрудняют передачу тепловой энергии, а если они открытые и соединены между собой, то появляется конвекция, из-за которой повышается теплопроводность.

Чем плотнее материал, тем быстрее он пропускает тепло, как, например, металл или графит. Для сравнения, плотность пенопласта составляет 18 кг/м3, а у сплошного силикатного кирпича – около 1800 кг/м3, следовательно, у первого теплопередача будет очень низкая, а у второго – весьма высокая. Ко всему этому немаловажное значение имеет способность утеплителя поглощать воду, так как при попадании влаги внутрь она вытесняет сухой воздух, тем самым повышая передачу тепловой энергии.

Таблица с величинами коэффициентов теплопроводности:

Наименование теплоизоляции Плотность, кг/м3 Теплопроводность, Вт/м·К
Минвата 200 0,08
125 0,07
Пенополистирол ПСБ-С 15 до 15 0,043
ПСБ-С 25 15,1-25 0,041
ПСБ-С 35 15,1-35 0,038
ПСБ-С 50 15,1-50 0,041
Пеноплекс 33-45 0,03-0,032
Пустотелый керамический кирпич 1200 0,52
Сплошной силикатный кирпич 1800 0,47
Стекловата 75-175 0,032-0,041

Значение величины теплопроводности гранул пенопласта в зависимости от толщины:

Толщина, мм Коэффициент теплопередачи, Вт/м·К
30 0,04
50 0,03-0,037
100 0,03-0,046
150 0,02

Сравнение с другими утеплителями

Пенопласт получается в результате вспенивания полистирола, благодаря чему появляются наполненные газом поры, а Пеноплекс – экструдированный пенополистирол, произведенный методом экструзии, поэтому его гранулы имеют меньший размер. К тому же из-за равномерного и упорядоченного расположения ячеек в экструзионном, он является более прочным утеплителем, что позволяет ему сильнее изгибаться и меньше продавливаться под нагрузкой. Оба материала имеют наивысшие степени пожароопасности, поэтому обязательно следует учитывать это во время монтажа.

Сравнительная таблица Пеноплекса и пенополистирола:

Пенопласт Пеноплекс
Плотность, кг/м3 18 25-32
Влагопоглощаемость, % 0,8-1,2 0,4
Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па) 0,05 0,02
Теплопроводность, Вт/м·К 0,031-0,041 0,03

По величине теплопроводности пенопласт проигрывает Пеноплексу, и по другим показателям также. Но даже если утеплять дом обычным вспененным полистиролом, то теплопотери могут сократиться практически на 40%. Главное – провести все работы по монтажу согласно всем требования производителя, в том числе не допустить попадания влаги между стеной и теплоизоляцией и ограничить доступ для грызунов.

По всем свойствам пенопласт и в сравнении с минватой весьма различается:

Минвата
Плотность, кг/м3 10-300
Влагопоглощаемость, % более 1%
Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па) 0,4-0,5
Теплопередача, Вт/м·К 0,045 (при 35 кг/м3) -0,7

По коэффициенту теплопередачи пенопласт имеет наилучшее значение, но по паропроницаемости показатель у минваты намного лучше, в итоге ее свободно можно использовать внутри жилых помещений, к тому же она огнеустойчива, в отличие от вспененного полистирола. Также благодаря производству из минерального сырья она не выделяет во время горения опасных веществ, и, разлагаясь, не загрязняет окружающую среду. Но минвата по сравнению со вспененным полистиролом имеет намного больший вес, поэтому для ее монтажа, особенно на стены, требуется крепкая конструкция.

Стоимость

Таблица цен, по которым можно купить пенопласт:

Наименование марки пенополистирола Размеры, мм (длина/ширина/толщина) Плотность, кг/м3 Стоимость за м2, рубли
Knauf Therm Compack 1000x600x50 10-15 150
Therm Wall Light 1000x1200x100 10-12 190
1000х1200х50 10-12 100
1000х1200х20 10-12 40
Therm Facade 1000x1200x100 15,1-17,2 390
Therm Wall 2000х1200х50 10-12 150
ПСБ-С 15 1000х1000х20 15 50
1000х1000х30 60
1000х1000х40 80
1000х1000х50 90
1000х1000х100 170
ПСБ-С 25 1000х1000х20 20 80
1000х1000х30 120
1000х1000х40 140
1000х1000х50 150
1000х1000х100 300
ПСБ-С 35 1000х1000х20 35 100
1000х1000х30 140
1000х1000х40 180
1000х1000х50 200
1000х1000х100 400

Выбирая утеплитель, следует помнить, что чем выше коэффициент теплопередачи, тем большее количество слоев придется монтировать. Так, например, базальтовая минвата толщиной в 100 мм имеет практически такую же проводимость тепла – 0,042 Вт/м·К, как у пенополистирола размером 50 мм – 0,046 Вт/м·К, а теплопроводность Пеноплекса с 50 мм и 100 мм – 0,03 Вт/м·К. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, так минеральную вату рекомендуется использовать там, где требуется повышенная паропроницаемость и устойчивость к большим температурам, стекловату следует применять для гаражей или любых других мест, где высока вероятность возгорания.

Пенопласт и экструдированный пенополистирол все же лучше располагать снаружи здания, а не внутри, так меньше шансов для образования конденсата между стеной и утеплителем.

Теплопроводность современных утеплителей. Таблица


Сравнение теплопроводности утеплителей

Чем выше теплопроводность, тем хуже материал работает как утеплитель.

Мы начинаем сравнение утеплителей по теплопроводности неспроста, так как это, несомненно, самая важная характеристика. Она показывает, сколько тепла пропускает материал не за определенный промежуток времени, а постоянно. Теплопроводность выражается коэффициентом и исчисляется в ваттах на метр квадратный. Например, коэффициент 0,05 Вт/м*К указывает, что на квадратном метре постоянные теплопотери составляют 0,05 Ватта. Чем выше коэффициент, тем лучше материал проводит тепло, соответственно, как утеплитель он работает хуже.

Ниже представлена таблица сравнения популярных утеплителей по теплопроводности:

Наименование материалаТеплопроводность, Вт/м*К
Минвата0,037-0,048
Пенопласт0,036-0,041
ППУ0,023-0,035
Пеноизол0,028-0,034
Эковата0,032-0,041

Изучив вышеуказанные виды утеплителей и их характеристики можно сделать вывод, что при равной толщине самая эффективная теплоизоляция среди всех – это жидкий двухкомпонентный пенополиуретан (ППУ).

Толщина теплоизоляции имеет архиважное значение, она должна рассчитываться для каждого случая индивидуально. На результат влияет регион, материал и толщина стен, наличие воздушных буферных зон.

Сравнительные характеристики утеплителей показывают, что на теплопроводность влияет плотность материала, особенно для минеральной ваты. Чем выше плотность, тем меньше воздуха в структуре утеплителя. Как известно, воздух имеет низкий коэффициент теплопроводности, который составляет менее 0,022 Вт/м*К. Исходя из этого, при увеличении плотности растет и коэффициент теплопроводности, что негативно отражается на способности материала удерживать тепло.

Что такое теплопроводность

Узнать, насколько хорошо тот или иной материал способен сохранять тепло, можно по коэффициенту его теплопроводности. Определяют этот показатель очень просто. Берут кусок материала площадью в 1 м2 и толщиной в метр. Одну из его сторон нагревают, а противоположную ей оставляют холодной. При этом разница температур должна быть десятикратной. Далее смотрят какое количество тепла достигнет холодной стороны за один час. Измеряют теплопроводность в ваттах, разделенных на произведения метра и градуса (Вт/мК). При покупке пенополистирола для обшивки дома, лоджии или балкона обязательно следует посмотреть на этот показатель.

Сравнение паропроницаемости утеплителей

Высокая паропроницаемость=отсутствие конденсата.

Паропроницаемость – это способность материала пропускать воздух, а вместе с ним и пар. То есть теплоизоляция может дышать. На этой характеристике утеплителей для дома последнее время производители акцентируют много внимания. На самом деле высокая паропроницаемость нужна только при утеплении деревянного дома. Во всех остальных случаях данный критерий не является категорически важным.

Характеристики утеплителей по паропроницаемости, таблица:

Наименование материалаПаропроницаемость, мг/м*ч*Па
Минвата0,49-0,6
Пенопласт0,03
ППУ0,02
Пеноизол0,21-0,24
Эковата0,3

Сравнение утеплителей для стен показало, что самой высокой степенью паропроницаемости обладают натуральные материалы, в то время как у полимерных утеплителей коэффициент крайне низок. Это свидетельствует о том, что такие материалы как ППУ и пенопласт обладают способностью задерживать пар, то есть выполняют функцию пароизоляции. Пеноизол – это тоже своего рода полимер, который изготавливается из смол. Его отличие от ППУ и пенопласта заключается в структуре ячеек, которые открытие. Иными словами, это материал с открытоячеистой структурой. Способность теплоизоляции пропускать пар тесно связан со следующей характеристикой – поглощение влаги.

На сегодняшний день газовое автономное отопление загородного дома – это самый дешевый вариант обогрева жилья.

И напротив, автономное отопление частного дома электричеством самое дорогое. Подробности тут.

Особенности материалов

Немаловажный показатель для стройматериалов — это способность их к возгоранию. Пенопласт относится к категории нормальногорючих, в то время, как пеноплекс — это сильногорючий материал. Чтобы снизить его горючесть, на этапе производства, материал обрабатывают — антипиренами. Результат достигнут, но только пеноплекс стал выделять в атмосферу — опасные ядовитые газы.

Производители обеих видов материалов заявляют о неограниченном их сроке эксплуатации. Но уместно такое заявление, в случае отсутствия попадания ультрафиолета на поверхность материалов. Поэтому говорить о долговечности можно, после укрытия пеноплекса и пенопласта защитными материалами.

Данный материал обладает высокой влагостойкостью и воздухонепроницаемостью. Пенопласт по этим параметрам проигрывает, так как он является не надежным барьером для циркуляции воздуха, и менее защищенным от воздействия влаги.

Различие пенопласта и пеноплекса обусловлено такими параметрами:

  • прочность;
  • влагостойкость;
  • воздухонепроницаемость.

Пеноплекс обладает такими преимуществами:

  • высокая плотность материала снижает его теплоизоляционные свойства;
  • при отсутствии дополнительной обработки уступает по горючести пенопласту;
  • низкий коэффициент экологической чистоты;
  • высокая степень влагостойкости.

Для пенопласта характерны такие свойства:

  • минимальная плотность, но лучшая степень теплоизоляции;
  • отсутствие шумоизоляции;
  • минимальная влагозащищенность.

Это основные важные свойства обоих стройматериалов для утепления, по которым осуществляется их выбор. Оба материала просты в монтаже и обработке, но выбирая материал для утепления важно учитывать такой фактор, какая область его применения.

Обзор гигроскопичности теплоизоляции

Высокая гигроскопичность – это недостаток, который нужно устранять.

Гигроскопичность – способность материала впитывать влагу, измеряется в процентах от собственного веса утеплителя. Гигроскопичность можно назвать слабой стороной теплоизоляции и чем выше это значение, тем серьезнее потребуются меры для ее нейтрализации. Дело в том, что вода, попадая в структуру материала, снижает эффективность утеплителя. Сравнение гигроскопичности самых распространенных теплоизоляционных материалов в гражданской строительстве:

Наименование материалаВлагопоглощение, % от массы
Минвата1,5
Пенопласт3
ППУ2
Пеноизол18
Эковата1

Сравнение гигроскопичности утеплителей для дома показало высокое влагопоглощение пеноизола, при этом данная теплоизоляция обладает способностью распределять и выводить влагу. Благодаря этому, даже намокнув на 30%, коэффициент теплопроводности не уменьшается. Несмотря на то, что у минеральной ваты процент поглощения влаги низкий, она особенно нуждается в защите. Напитав воды, она удерживает ее, не давая выходить наружу. При этом способность предотвращать теплопотери катастрофически снижается.

Чтобы исключить попадание влаги в минвату используют пароизоляционные пленки и диффузионные мембраны. В основном полимеры устойчивы к длительному воздействию влаги, за исключением обычного пенополистирола, он быстро разрушается. В любом случае вода ни одному теплоизоляционному материалу на пользу не пошла, поэтому крайне важно исключить или минимизировать их контакт.

Организовать автономное газовое отопление в квартире возможно только при наличии всех разрешительных документов (список довольно внушающий).

Окупаемость альтернативного отопление частного дома водородом порядка 35 лет. Стоит оно тоги или нет, читайте здесь.

Сравнение характеристик популярных утеплителей

Пенопласт (пенополистирол)

Этот утеплитель самый популярный, благодаря легкости монтажу и небольшой стоимости.

Пенопласт изготавливается при помощи вспенивания полистирола, имеет очень низкую теплопроводность, устойчив к влажности, легко режется ножом и удобен во время монтажа. Благодаря низкой стоимости имеет большую востребованность для утепления различных помещений. Однако материал достаточно хрупкий, а также поддерживает горение, выделяя токсичные вещества в атмосферу. Пенопласт предпочтительнее использовать в нежилых помещениях.

Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)

Утеплитель не подвергается гниению и воздействию влаги, очень прочный и удобный в использовании – легко режется ножом. Низкое водопоглощение обеспечивает незначительные изменения теплопроводности материала в условиях высокой влажности, плиты имеют высокую сопротивляемость сжатию, не подвергаются разложению. Благодаря этому экструдированный пенополистирол можно использовать для утепления ленточного фундамента и отмостки. Пеноплекс пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.

Базальтовая вата

Материал производится из базальтовых горных пород при расплавлении и раздуве с добавлением компонентов для получения волокнистой структуры материала с водоотталкивающими свойствами. При эксплуатации базальтовая вата Rockwool не уплотняется, а значит, ее свойства не изменяются со временем. Материал пожаробезопасен и экологичен, имеет хорошие показатели звукоизоляции и теплоизоляции. Используется для внутреннего и наружного утепления. Во влажных помещениях требует дополнительной пароизоляции.

Минеральная вата

Минвата производится из природных материалов – горных пород, шлака, доломита с помощью специальной технологии. Минвата Изовер имеет низкую теплопроводность, пожаробезопасна и абсолютно безопасна. Одним из недостатков утеплителя является низкая влагостойкость, что требует обустройства дополнительной влаго- пароизоляции при его использовании. Материал не рекомендуется использовать для утепления подвалов домов и фундаментов, а также во влажных помещениях – парилках, банях, предбанниках.

Пенофол, изолон (фольгированный теплоизолятор из полиэтилена)

Утеплитель состоит из нескольких слоев вспененного полиэтилена, имеющих различную толщину и пористую структуру. Материал часто имеет слой фольги для отражающего эффекта, выпускается в рулонах и в листах. Утеплитель имеет толщину в несколько миллиметров (в 10 раз тоньше обычных утеплителей), но отражает до 97% тепловой энергии, очень легкий, тонкий и удобный в работе материал. Используются для теплоизоляции и гидроизоляции помещений. Имеет длительный срок эксплуатации, не выделяет вредных веществ.

Монтаж и эффективность в эксплуатации

Монтаж ППУ – быстро и легко.

Сравнение характеристик утеплителей должно осуществляться с учетом монтажа, ведь это тоже важно. Легче всего работать с жидкой теплоизоляцией, такой как ППУ и пеноизол, но для этого требуется специальное оборудование. Также не составляет труда укладка эковаты (целлюлозы) на горизонтальные поверхности, например, при утеплении пола или чердачного перекрытия. Для напыления эковаты на стены мокрым методом также нужны специальные приспособления.

Пенопласт укладывается как по обрешетке, так и сразу на рабочую поверхность. В принципе, это касается и плит из каменной ваты. Причем укладывать плитные утеплители можно и на вертикальные, и на горизонтальные поверхности (под стяжку в том числе). Мягкую стекловату в рулонах укладывают только по обрешетке.

В процессе эксплуатации теплоизоляционный слой может претерпевать некоторых нежелательных изменений:

  • напитать влагу;
  • дать усадку;
  • стать домом для мышей;
  • разрушиться от воздействия ИК лучей, воды, растворителей и прочее.

Кроме всего вышеуказанного, важное значение имеет пожаробезопасность теплоизоляции. Сравнение утеплителей, таблица группы горючести:

Наименование материалаГруппа горючести
МинватаНГ (не горит)
ПенопластГ1-Г4 (сильногорючий)
ППУГ2 (умеренногорючий)
ПеноизолГ1 (слабогорючий)
ЭковатаГ2 (умеренногорючий)

Свойства утеплителя

Выбирая утепление необходимо учитывать большой спектр его характеристик. Наиболее важными из них будут:


Схема утепления стен стекловатой.

  1. Плотность. От этого показателя в прямой зависимости находится теплопроводность. Чем она плотнее, тем показатель теплопроводности выше. Кроме того, этот показатель во многом является определяющим для различно ориентированных поверхностей.
  2. Теплопроводность. Это основной показатель утеплителей. Чем меньше способность удерживать тепло, тем больше требуется материала на утепление. В свою очередь, этот показатель зависит от способности впитывать влагу.
  3. Гигроскопичность. Утеплители, у которых этот показатель низкий, плохо впитывают влагу и, соответственно, имеют низкую способность проводить тепло, что влияет, как на потребное количество, так и долговечность.

Кроме того, по своим механическим свойствам утеплители обычно делят на четыре класса:

  • насыпной – гранулы или крошка – пеновещества различных фракций;
  • вата – непосредственно рулонный материал или различные изделия с ее использованием;
  • плиты – пластины различных размеров, изготовленные способом склеивания и прессования;
  • пеноблоки – изготавливаются из вспененного бетона, стекла или других материалов с соответствующими свойствами.

Итоги

Сегодня мы провели обзор утеплителей для дома, которые используются чаще всего. По результатам сравнения разных характеристик мы получили данные касательно теплопроводности, паропроницаемости, гигроскопичности и степени горючести каждого из утеплителей. Все эти данные можно объединить в одну общую таблицу:

Наименование материалаТеплопроводность, Вт/м*КПаропроницаемость, мг/м*ч*ПаВлагопоглощение, %Группа горючести
Минвата0,037-0,0480,49-0,61,5НГ
Пенопласт0,036-0,0410,033Г1-Г4
ППУ0,023-0,0350,022Г2
Пеноизол0,028-0,0340,21-0,2418Г1
Эковата0,032-0,0410,31Г2

Помимо этих характеристик, мы определили, что легче всего работать с жидкими утеплителями и эковатой. ППУ, пеноизол и эковата (монтаж мокрым методом) просто напыляются на рабочую поверхность. Сухая эковата засыпается вручную.

От чего зависит теплопроводность пенопласта

Величина теплопроводности пенопласта, как и любого другого материала, зависит от трех основных составляющих:

  • температуры воздуха;
  • плотности пенопластовой плиты;
  • уровня влажности среды, в которой используется утеплитель.

Как видно из схемы, при низких температурах воздуха градиент по толщине стенки линейно меняется от отрицательных значений на наружной поверхности облицовки до +20оС внутри помещения. Необходимо так подобрать теплопроводность и толщину материала, чтобы точка росы или, другими словами, температура, при которой начинают конденсироваться пары воды, находилась внутри массива пенопласта.

Влияние плотности и влажности окружающей среды

Несмотря на все заверения производителей, пенопласт способен поглощать и проводить водяные пары, для сравнения, величина паропроницаемости для пенопластового листа всего лишь на 20% ниже проницаемости древесины. Естественно, наличие водяных паров в толще пенопласта существенным образом влияет на его теплопроводность. Найти зависимость в справочниках практически невозможно, поэтому при расчетах делают эмпирическую поправку на теплопроводность, исходя из толщины теплоизоляции.

Пенопласт способен поглощать в поверхностных слоях до 3% воды. Глубина поглощения составляет 2 мм, поэтому при определении теплопроводности материала эти миллиметры выбрасывают из эффективной толщины теплоизоляции. Поэтому лист пенопласта толщиной в 10 мм будет в сравнении с листом в 50 мм иметь теплопроводность не в 5 раз больше, а в 7 крат. При значительной толщине пенопласта, более 80 мм, теплосопротивление увеличивается значительно быстрее, чем его толщина.

Вторым фактором, влияющим на теплопроводность, является плотность материала. При одинаковой толщине материал разных марок может иметь плотность в два раза больше. Принято считать, что 98% структуры утеплителя составляет высушенный воздух. С увеличением вдвое количества полистирола в плите, естественно, теплопроводность также увеличивается, примерно на 3%.

Но дело даже не в количестве полистирола, меняется размер шариков и ячеек, из которых состоит пенопласт, образуются локальные участки с очень высокой теплопроводностью, или мостики холода. Особенно это касается трещин и стыков, любых зон деформации и установки креплений. Поэтому при установке зонтичных дюбелей количество креплений рекомендуют ограничивать 3 точками.

Влияние химического состава на теплопроводность

Мало кто обращает внимание на особые свойства пенопласта. Сегодня наиболее серьезной проблемой пенопласта считается его способность к воспламенению и выделению токсичных продуктов сгорания. СНиП и ГОСТ требуют, чтобы пенопласт, используемый для утепления жилых зданий, имел время самозатухания не более 4 с. Для этого используются соли ряда цветных металлов, таких как хром, никель, железо, включение в состав веществ, выделяющих углекислый газ при нагревании.

В результате на практике пенопласт с индексом «С» — самозатухающий имеет теплопроводность значительно выше, чем обычные марки пенополистирола. Практика использования пенополистирола для утепления в Евросоюзе показала, что более выгодным и дешевым является нанесение на внешнюю поверхность немодифицированного пенопласта специального покрытия из газообразующих агентов. Такое решение позволяет сохранить теплосберегающие свойства и экологичность материала, одновременно значительно повысить пожаробезопасность.

Пенопласт толщиной 2 см: теплопроводность и плотность

На современном рынке строительных материалов представлен широчайший выбор различных утеплителей, применение каждого из них обусловлено определенными требованиями в зависимости от назначения здания, условий эксплуатации и климата в данном регионе. Большинству требований, предъявляемых к утеплителям, соответствует пенопласт, который прочно занимает одну из лидирующих позиций на рынке нашей страны.

Сравнение теплопроводности пенопласта с другими утеплителями.

Преимущества материала

Пенопласт или пенополистирол представляет собой массив из спаянных между собой газонаполненных гранул полистирола, предварительно вспененных и отформованных беспрессовым методом. Материал изготавливается разной плотности, она зависит от размера и количества гранул в 1 м³. Если гранулы крупные, их количество на единицу объема будет меньше, а плотность материала ниже и наоборот, большое количество маленьких гранул придает ему высокую плотность и уменьшает теплопроводность. Пенопласт имеет ряд преимуществ, который и делает этот утеплитель таким популярным:

Таблица характеристик пенопластов различных марок.

  1. Превосходные теплоизоляционные показатели одни из самых высоких. Более высокие теплоизоляционные свойства имеет только пенополиуретан, но стоимость его гораздо выше.
  2. Небольшой вес упрощает процесс доставки и монтажа.
  3. Пенополистирол практически не впитывает влагу.
  4. Современный пенопласт экологичен.
  5. Не поддерживает горение, при воздействии высоких температур материал просто разрушается без воспламенения.
  6. Изделия из пенополистирола обладают прочностью и жесткостью.
  7. Материал один из самых доступных по цене.

Из недостатков этого утеплителя можно выделить два существенных: он не может быть использован при высоких противопожарных требованиях к зданию или помещению, поскольку при пожаре разрушится. Второй недостаток заключается в том, что пенополистирол грызут мыши. Они это делают с целью обустроить себе теплое гнездо, а не ради пропитания, что еще раз доказывает экологичность материала, в базальтовой вате мыши гнезд не делают.

Вернуться к оглавлению

Свойства и параметры утеплителя

Схема применения различных марок пенопласта.

Теплопроводность — это передача тепловой энергии от одной части материала, которая имеет более высокую температуру, к другой части, с меньшей температурой. То есть, простыми словами, это способность материала проводить тепловую энергию. Выражается этот параметр в единицах Вт/(м*К) и называется коэффициентом теплопередачи.

Расшифровка единицы измерения теплопередачи следующая: это количество тепловой энергии в Вт, которую способен передать материал толщиной 1 м на площади в 1 м² при перепаде температур 1 °(Кельвин) за определенную единицу времени. Коэффициент теплопередачи уменьшается по мере того, как повышается плотность материала, то есть чем выше плотность, тем лучше его теплоизоляционные свойства. Значения характеристик при различной плотности представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Плотность,кг / м³ 10 15 20 25 30 35
Коэффициенттеплопередачи,Вт/(м . К) 0.044 0.038 0.035 0.034 0.033 0.032

Величина теплопроводности является ключевой для расчета общего сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций здания (стен, кровли, перекрытий). Последнее обозначается латинской буквой R, единица выражается в м² К / Вт и показывает, сколько тепла в Вт проходит через 1 м² площади стены или кровли заданной толщины за единицу времени при перепаде температур 1°К. Этот параметр зависит от материала стены и ее толщины, это видно из формулы:

R = δ / k

Схема утепления стен пенопластом.

Здесь δ — толщина стены в метрах, k — коэффициент теплопроводности. Для примера можно показать сколько тепла теряет 1 м² пенополистирола толщиной 1 сантиметр плотностью 10 кг / м³ за единицу времени при перепаде температур 1°К:

R = 0,01 / 0,044 = 0,227 м² К / Вт.

Данный параметр нормируется, он не может быть меньше того, что прописан в нормативной документации для каждого региона. Учитывая разницу климатических условий на просторах нашей страны и длительность отопительного сезона, минимальное нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен для южных регионов составляет 1,8 м² К / Вт, средней полосы — 3 м² К / Вт, а северных — 4,8 м² К / Вт. Значения R для пенопласта разной плотности и различной толщины отражены в таблице 2.

Таблица 2

СопротивлениетеплопередачеR, м²К / Вт Плотность 10 кг / м³ Плотность 15 кг / м³ Плотность 20 кг / м³ Плотность 25 кг / м³ Плотность 30 кг / м³ Плотность 35 кг / м³
Толщина 2 см 0. 45 0.53 0.57 0.59 0.61 0.63
Толщина 5 см 1.14 1.32 1.43 1.47 1.52 1.56
Толщина 10 см 2.27 2.63 2.86 2.94 3.03 3.13

Из таблицы 2 хорошо видно, что пенопласт толщиной 100 мм может полностью заменить другие строительные материалы стен в южных и средних регионах, так как такая конструкция соответствует современным требованиям нормативной документации (СНиП 23-02-2003). Материал толщиной 5 см и 2 см может применяться для дополнительного утепления существующих зданий из кирпича или бетона, так как ограждающие конструкции этих зданий не соответствуют современным требованиям по энергосбережению. При этом утеплитель толщиной 2 см зачастую целесообразно использовать для отделки стен изнутри помещения, это дешевле, чем выполнять наружные работы, и не отнимет много места от пространства комнаты.

Вернуться к оглавлению

Подбор плотности и толщины материала для дома

Значение представленных расчетов следующее: зная температуру воздуха снаружи и желаемую температуру внутри помещения, можно на практике подобрать пенопласт необходимой толщины и плотности, чтобы успешно утеплить свой дом и при этом не переплатить за материалы.

http://ostroymaterialah.ru/www.youtube.com/watch?v=wQ9nUUUPMFs

Для этого следует воспользоваться формулой:

Q = (1/R) х S х (tв — tн)

В этой формуле:

  • Q — количество тепла в Вт, которое будет теряться стеной;
  • R — сопротивление теплопередаче выбранного вида утеплителя;
  • S — площадь стены в кв.м;
  • tв и tн — температура внутреннего и наружного воздуха соответственно.

Подобрав толщину и плотность пенопласта, с помощью коэффициента теплопередачи высчитывается значение R, вставляется в приведенную формулу и в результате станет известно, сколько тепла будет терять вся стена здания из пенопласта. Однако требуется учесть и существующий материал стены, кирпич или бетон, ведь он тоже задерживает тепло. Для этого по тем же формулам нужно посчитать количество тепла, уходящего через существующую кирпичную, бетонную или деревянную стену. Значения теплопроводности некоторых материалов для расчета показаны в таблице 3.

Таблица 3

Материал стены Кирпичная кладка Шлако блок Керамзи тобетон Дерево (сосна) Газобетон
Коэффициенттеплопередачи,Вт/(м*К) 0.41 0.34 0.14 0.09 0.1

http://ostroymaterialah.ru/www.youtube.com/watch?v=26LNUWcmIvg

Теплоизоляционные показатели традиционных материалов достаточно низкие, расчет покажет большие потери тепла, вот почему требуется доработка таких стен изделиями из полистирола. Полученные результаты просчета по пенопласту и существующей стене складываются. Дальше такой же расчет нужно произвести по всем стенам, суммировать результаты и сопоставить с мощностью системы отопления.

Если выяснится, что можно без ущерба для экономии уменьшить толщину утепляющего пенополистирола или его плотность, нужно пересчитать потери тепла еще раз с учетом новых параметров.

После чего смело приобретать материал.

Пенопласт толщиной 2 см теплопроводность и плотность

Основной характеристикой, благодаря которой пенополистирол получил широкое признание в качестве материала для утепления №1, является сверхнизкая теплопроводность пенопласта. Относительно небольшая прочность материала с лихвой компенсируется такими преимуществами, как стойкость к воздействию большинства агрессивных соединений, небольшой вес, нетоксичность и безопасность при работе. Хорошие теплоизолирующие свойства пенопласта дают возможность обустроить утепление дома по относительно небольшой цене, при этом долговечность такого утепления рассчитана на срок не менее 25 лет службы.

Способность материала к теплопередаче, проводить или задерживать тепловые потоки принято оценивать коэффициентом теплопроводности. Если посмотреть на его размерность – Вт/м∙С о , то становится понятным, что это величина удельная, то есть определенная для следующих условий:

Согласно упрощенной методике, при расчетах термического сопротивления слоя пенопластового утеплителя нужно умножить толщину материала на коэффициент теплопроводности, затем умножить или разделить на несколько коэффициентов, используемых для того, чтобы учесть реальные условия работы теплоизоляции. Например, сильное обводнение материала, или наличие мостиков холода, или способ монтажа на стены здания.

Насколько теплопроводность пенопласта отличается от других материалов, можно увидеть в приведенной ниже сравнительной таблице.

На самом деле не все так просто. Для определения значения теплопроводности можно составить своими руками или использовать готовую программу для расчета параметров утепления. Для небольшого объекта обычно так и поступают. Частник или самозастройщик может вообще не интересоваться теплопроводностью стен, а уложить утепление из пенопластового материала с запасом в 50 мм, что будет вполне достаточно для самых суровых зим.

Большие строительные компании, выполняющие утепление стен на площади десятков тысяч квадратов, предпочитают поступать более прагматично. Выполненный расчет толщины утепления используется для составления сметы, а реальные значения теплопроводности получают на натурном объекте. Для этого наклеивают на участок стены несколько различных по толщине листов пенопласта и измеряют реальное термосопротивление утеплителя. В результате удается рассчитать оптимальную толщину пенопласта с точностью до нескольких миллиметров, вместо приблизительных 100 мм утеплителя можно уложить точное значение 80 мм и сэкономить немалую сумму средств.

Насколько выгодно использование пенопласта в сравнении с типовыми материалами, можно оценить из приведенной ниже диаграммы.

Величина теплопроводности пенопласта, как и любого другого материала, зависит от трех основных составляющих:

уровня влажности среды, в которой используется утеплитель.

Как видно из схемы, при низких температурах воздуха градиент по толщине стенки линейно меняется от отрицательных значений на наружной поверхности облицовки до +20 о С внутри помещения. Необходимо так подобрать теплопроводность и толщину материала, чтобы точка росы или, другими словами, температура, при которой начинают конденсироваться пары воды, находилась внутри массива пенопласта.

Влияние плотности и влажности окружающей среды

Несмотря на все заверения производителей, пенопласт способен поглощать и проводить водяные пары, для сравнения, величина паропроницаемости для пенопластового листа всего лишь на 20% ниже проницаемости древесины. Естественно, наличие водяных паров в толще пенопласта существенным образом влияет на его теплопроводность. Найти зависимость в справочниках практически невозможно, поэтому при расчетах делают эмпирическую поправку на теплопроводность, исходя из толщины теплоизоляции.

Пенопласт способен поглощать в поверхностных слоях до 3% воды. Глубина поглощения составляет 2 мм, поэтому при определении теплопроводности материала эти миллиметры выбрасывают из эффективной толщины теплоизоляции. Поэтому лист пенопласта толщиной в 10 мм будет в сравнении с листом в 50 мм иметь теплопроводность не в 5 раз больше, а в 7 крат. При значительной толщине пенопласта, более 80 мм, теплосопротивление увеличивается значительно быстрее, чем его толщина.

Вторым фактором, влияющим на теплопроводность, является плотность материала. При одинаковой толщине материал разных марок может иметь плотность в два раза больше. Принято считать, что 98% структуры утеплителя составляет высушенный воздух. С увеличением вдвое количества полистирола в плите, естественно, теплопроводность также увеличивается, примерно на 3%.

Но дело даже не в количестве полистирола, меняется размер шариков и ячеек, из которых состоит пенопласт, образуются локальные участки с очень высокой теплопроводностью, или мостики холода. Особенно это касается трещин и стыков, любых зон деформации и установки креплений. Поэтому при установке зонтичных дюбелей количество креплений рекомендуют ограничивать 3 точками.

Влияние химического состава на теплопроводность

Мало кто обращает внимание на особые свойства пенопласта. Сегодня наиболее серьезной проблемой пенопласта считается его способность к воспламенению и выделению токсичных продуктов сгорания. СНиП и ГОСТ требуют, чтобы пенопласт, используемый для утепления жилых зданий, имел время самозатухания не более 4 с. Для этого используются соли ряда цветных металлов, таких как хром, никель, железо, включение в состав веществ, выделяющих углекислый газ при нагревании.

В результате на практике пенопласт с индексом « С » — самозатухающий имеет теплопроводность значительно выше, чем обычные марки пенополистирола. Практика использования пенополистирола для утепления в Евросоюзе показала, что более выгодным и дешевым является нанесение на внешнюю поверхность немодифицированного пенопласта специального покрытия из газообразующих агентов. Такое решение позволяет сохранить теплосберегающие свойства и экологичность материала, одновременно значительно повысить пожаробезопасность.

Заключение

Теплопроводность пенопласта практически не меняется с течением времени, как, например, у минеральной ваты или газосиликатных блоков. Единственной проблемой является деградация пенополистирола под действием солнечных лучей и рассеянного ультрафиолета. При длительном облучении материал становится рыхлым, покрывается трещинами и легко наполняется конденсатом, поэтому для сохранения первоначального значения теплопроводности необходимо закрывать утеплитель облицовкой.

Теплопроводность пенопласта от 50 мм до 150 мм — считаем теплоизоляцию

Пенополистирольные плиты, именуемые в просторечье пенопласт – это изоляционный материал, как правило, белого цвета. Изготавливают его из полистирола термального вспучивания. На вид пенопласт представлен в виде небольших влагостойких гранул, в процессе плавления при высокой температуре выплавляется в одно целое, плиту. Размеры частей гранул считаются от 5 до 15 мм. Выдающаяся теплопроводность пенопласта толщиной 150 мм, достигается за счет уникальной структуры – гранул.

У каждой гранулы есть огромное количество тонкостенных микро ячеек, которые в свою очередь во много раз повышают площадь соприкосновения с воздухом. Можно с уверенность сказать, что пенопласт практически весь состоит из атмосферного воздуха, приблизительно на 98%, в свою очередь этот факт являет собой их предназначение – теплоизоляция зданий как снаружи, так и внутри.

Всем известно, еще из курсов физики, атмосферный воздух, является основным изолятором тепла во всех теплоизоляционных материалах, находится в обычном и разреженном состоянии, в толще материала. Тепло-сбережение, основное качество пенопласта.

Как было сказано раньше, пенопласт практически на 100% состоит из воздуха, а это в свою очередь определяет высокую способность пенопласта сохранять тепло. А связанно это с тем, что у воздуха самая низкая теплопроводность. Если посмотреть на цифры, то мы увидим, что теплопроводность пенопласта выражена в промежутке значений от 0,037Вт/мК до 0,043Вт/мК. Это можно сопоставить с теплопроводность воздуха — 0,027Вт/мК.

В то время как теплопроводность популярных материалов, таких как дерево (0,12Вт/мК), красный кирпич (0,7Вт/мК), керамзитная глина (0,12 Вт/мК) и других, используемых для строительства, намного выше.

Высокий уровень энергосбережения пенопласт обеспечивает за счет низкой теплопроводности. Например, если построить стену из кирпича толщиной 201 см или воспользоваться древесным материалом толщиной 45 см, то для пенопласта толщина составит всего на всего 12 см для определенной величины энергосбережения.

Поэтому самым эффективным материалом из немногих для теплоизоляции наружных и внутренних стен здания принято считать пенопласт. Затраты на отопление и охлаждение жилых помещений значительно сокращаются благодаря применению пенопласта в строительстве.

Превосходные качества пенополистирольных плит нашли свое применение и в других видах защиты, например: пенопласт, так же служит для защиты от промерзания подземных и наружных коммуникаций, за счет чего их эксплуатационный срок увеличивается в разы. Пенопласт применяют и в промышленном оборудовании (холодильные машины, холодильные камеры) и в складских помещениях.

Размеры листов

Изготовление пенополистирольных плит, осуществляется по нормам ГОСТ. При производстве пенопласта регулируется как состав, так и размеры листов. Стандартная длина листа колеблется от 100 см до 200 см. Ширина должна быть равна 100 см, а толщина от 2 см до 5 см. Теплопроводность пенопласта 50 мм – относительно высока, благодаря небольшой толщине и характеристикам материала, он является наиболее ходовым из всех.

А что же покупать?

На рынке строительных материалов представлен огромный выбор пенополистирольных плит. Высокая теплопроводность плит утеплителей зависит от их вида. Например: лист пенопласта ПСБ-С 15 обладает до 15 кг/м3 плотностью и 2 см толщиной. Для листа от 2-х до 50 см плотность составляет не более 35 кг/м3. При сравнении пенопласта с другими подобными материалами можно легко проследить зависимость теплопроводности пенополистирольных плит от его толщины.

Так, например: теплопроводность пенопласта 50 мм, больше в два раза, чем у минеральной ваты такого же объема, в таком случае теплопроводность пенопласта, толщина 150 мм, вообще в 6 раз превысит эти показатели. Базальтовая вата, тоже очень сильно проигрывает пенопласту.

Для того чтобы применить один из способов изоляции, необходимо верно выбрать габариты материала. По следующему алгоритму можно выполнить расчет:

  • Необходимо уточнить общее тепло-сопротивление. Эта величина зависит от региона, в котором необходимо выполнить расчет, а именно от его климата.
  • Для вычисления тепло-сопротивления стены можно воспользоваться формулой R=p/k, где ее толщина равна значению р, а k-коэффициент теплопроводности пенопласта.
  • Из постоянных показателей можно сделать вывод, какое сопротивление должно быть у изоляции.
  • Нужную величину можно вычислить по формуле р=R*k, найти значение R можно исходя из предыдущего шага и коэффициента теплопроводности.

Марки пенопласта

Если Вас заинтересовал вопрос, какой лучше всего марки приобрести пенопласт, и какая у него теплопроводность, то мы ответим вам на него. Ниже приведены самые популярные марки продукции, а также отображены величины плотности и коэффициент теплопроводности пенопласта.

  • ПCБ-C15. С теплопроводностью 0,042 Вт/мK, а плотность равна 11-15 кг/м3
  • ПCБ-C25. С теплопроводностью 0,039 Вт/мK, а плотность равна 15-25 кг/м3
  • ПCБ-С35. С теплопроводностью 0,037 Вт/мK, а плотность равна 25-35кг/м3

Завершает наш список пенопласт ПCБ-C5, теплопроводность которого составляет 0,04 Вт/мК, а плотность равна 35-50 кг/м3. Проведя анализ плотности и теплопроводности можно с уверенностью сказать, что плотность существенно не влияет на основное качество пенопласта, тепло-сбережение.

Еще по этой теме на нашем сайте:

    Экструдированный или экструзионный пенополистирол — технические характеристики утеплителя
      Экструдированный пенополистирол, являясь высокотехнологичным материалом, по праву может называться уникальным. Потому он и получил такое широкое распространение в строительстве, производстве сантехники и еще ряде областей.

    Пеноплекс или пенопласт — что лучше для утепления стен дома снаружи

      Известный всем пенопласт, когда-то конкурировавший исключительно со стекловатой, сегодня сам имеет массу производных материалов, которые, кстати, частенько уступают место другим современным видам утеплителя. К слову.

    Коэффициент теплопроводности строительных материалов — таблица и цифры

      Первый вопрос, который возникает, у того, кто решил построить собственный дом, – какой использовать для этого материал. От этого зависит выбор фундамента, в свою очередь.

    Теплопроводность утеплителей в таблице — сравнение утеплителей по теплопроводности

      Мы живем далеко не в самой жаркой стране на Земле, а значит, свои жилища вынуждены обогревать, по крайней мере, большую часть года. Этим и объясняется.

Добавить комментарий

Отменить ответ

Вы можете подписаться на новые публикации по электронной почте.

Теплопроводность пенопласта — точные цифры

Пенопласт имеет следующие преимущества перед другими утеплительными материалами: экологичность, лёгкость, гигроскопичность, невысокая стоимость. Однако, главное достоинство — низкая теплопроводность пенопласта, которая делает его одним из наиболее распространенных теплоизолирующих материалов.

Общее описание

Пенопласт представляет собой плиты различной толщины, состоящие из вспененного материала – полимера. Теплопроводность пенопласта обеспечивается воздухом, из которого он состоит на 95-98%, т.е. газа, который не пропускает тепло.

Так как пенопласт в своей основе состоит из воздуха, то он имеет крайне низкую плотность, и, соответственно, малый удельный вес. Также пенопласт обладает очень хорошей звукоизоляцией (тонкие перегородки ячеек, заполненные воздухом – очень плохой проводник звуков).

В зависимости от исходного сырья (полимера) и процессов изготовления, можно производить пенопласт разной плотности, устойчивости к воздействию механических факторов, устойчивости к иным видам воздействия. В связи с вышеперечисленным, обусловливается выбор определенного вида пенопласта и его применение.

Характеристики теплопроводности пенопласта

Для того чтобы рассмотреть такую характеристику, как теплопроводность пенопласта, разберемся для начала, что из себя представляет в принципе теплопроводность материалов. Теплопроводностью называют количественную характеристику способности тела проводить тепло.

Это количество тепловой энергии (Ватт), которое любой материал способен провести через себя (метр), при определенной температуре (С) за определенное время. Обозначается — λ и выражается Вт/м•С.

Определим оптимальные размеры данного утеплителя исходя из его теплопроводных характеристик. На рынке стройматериалов большое множество различных утеплителей. Пенопласт, как мы уже знаем, обладает теплопроводностью очень низкой, но эта величина зависит от марки материала.

Например, пенопласт марки ПСБ-С 50 имеет плотность 50 кг/м3. Таким образом, его теплопроводность составляет 0,041 Вт/м•С (данные указаны при 20-30 С). Для пенопласта марки ПСБ-С 25 значение будет 0,041 Вт/м•С, а марки ПСБ-С 35 – 0,038 Вт/м•С. Приведенные величины коэффициентов теплопроводности указаны для пенопласта одинаковой толщины.

Наиболее заметна теплопроводность пенопласта при сопоставлении значений с другими теплоизоляционными материалами. К примеру, лист пенопласта 30-40 мм аналогичен объёму минваты в несколько раз большей, а толщина листа 150 мм заменяет 185 мм пенополистирола. Конечно, есть материалы, у которых коэффициент ниже. К таким относится и пеноплекс. 30 мм пеноплекса смогут заменить 40 мм пенопласта, при аналогичных условиях.

Какие листы выбрать?

Чтобы добиться наиболее эффективной теплоизоляции стены, необходимо правильно рассчитать толщину используемого утеплителя. Для примера рассчитаем, какой толщины нужен утеплитель для стены толщиной в один кирпич.

Сначала необходимо узнать общее теплосопротивление. Это постоянное значение, зависящее от климатических условий в определенной области страны. На юге России она составляет 2,8 кВт/м2, для полосы умеренного климата — 4,2 кВт/м2. Затем найдем теплосопротивление кирпичной кладки: R = p/k, где p – толщина стены, а k – коэффициент, указывающий, насколько сильно стена проводит тепло.

Имея начальные данные, мы можем узнать, какое теплосопротивление утеплителя необходимо использовать, применив формулу p=R*k. где R — общее теплосопротивление, а k — значение теплопроводности утеплителя.

Возьмем для примера пенопласт марки ПСБ-С 35, имеющий плотность 35 кг/м3 для стены, толщиной в один кирпич (0,25 м) в регионе средней полосы России. Общее теплосопротивление имеет значение 4,2 кВт/м2.

Для начала необходимо узнать теплосопротивление нашей стены (R1). Коэффициент для силикатного пустотного кирпича составляет 0,76 Вт/м•С (k1), толщина – 0,25 м (p1). Находим теплосопротивление:

R1 = p1 / k1 = 0,25 / 0,76 = 0,32 (кВт/м2).

Теперь находим теплосопротивление для утеплителя (R2):

R2 = R – R1 = 4. 2 – 0,32 = 3,88 (кВт/м2)

Значение теплосопротивления пенопласта ПСБ-С 35 (k2) равен 0,038 Вт/м•С. Находим требуемую толщину пенопласта (p2):

p2 = R2*k2 = 3.88*0.038 = 0.15 м.

Вывод: при заданных условиях нам необходим пенопласт ПСБ-С 35 15 см.

Аналогичным способом можно сделать расчеты для любого материала, используемого в качестве утеплителя. Коэффициенты теплопроводности разных строительных материалов можно найти в специальной литературе или в сети Интернет.

Пенопласт толщиной 2 см: теплопроводность и плотность

На современном рынке строительных материалов представлен широчайший выбор различных утеплителей, применение каждого из них обусловлено определенными требованиями в зависимости от назначения здания, условий эксплуатации и климата в данном регионе. Большинству требований, предъявляемых к утеплителям, соответствует пенопласт, который прочно занимает одну из лидирующих позиций на рынке нашей страны.

Сравнение теплопроводности пенопласта с другими утеплителями.

Преимущества материала

Пенопласт или пенополистирол представляет собой массив из спаянных между собой газонаполненных гранул полистирола, предварительно вспененных и отформованных беспрессовым методом. Материал изготавливается разной плотности, она зависит от размера и количества гранул в 1 м³. Если гранулы крупные, их количество на единицу объема будет меньше, а плотность материала ниже и наоборот, большое количество маленьких гранул придает ему высокую плотность и уменьшает теплопроводность. Пенопласт имеет ряд преимуществ, который и делает этот утеплитель таким популярным:

Таблица характеристик пенопластов различных марок.

  1. Превосходные теплоизоляционные показатели одни из самых высоких. Более высокие теплоизоляционные свойства имеет только пенополиуретан, но стоимость его гораздо выше.
  2. Небольшой вес упрощает процесс доставки и монтажа.
  3. Пенополистирол практически не впитывает влагу.
  4. Современный пенопласт экологичен.
  5. Не поддерживает горение, при воздействии высоких температур материал просто разрушается без воспламенения.
  6. Изделия из пенополистирола обладают прочностью и жесткостью.
  7. Материал один из самых доступных по цене.

Из недостатков этого утеплителя можно выделить два существенных: он не может быть использован при высоких противопожарных требованиях к зданию или помещению, поскольку при пожаре разрушится. Второй недостаток заключается в том, что пенополистирол грызут мыши. Они это делают с целью обустроить себе теплое гнездо, а не ради пропитания, что еще раз доказывает экологичность материала, в базальтовой вате мыши гнезд не делают.

Вернуться к оглавлению

Свойства и параметры утеплителя

Схема применения различных марок пенопласта.

Теплопроводность это передача тепловой энергии от одной части материала, которая имеет более высокую температуру, к другой части, с меньшей температурой. То есть, простыми словами, это способность материала проводить тепловую энергию. Выражается этот параметр в единицах Вт/(м*К) и называется коэффициентом теплопередачи.

Расшифровка единицы измерения теплопередачи следующая: это количество тепловой энергии в Вт, которую способен передать материал толщиной 1 м на площади в 1 м² при перепаде температур 1 °(Кельвин) за определенную единицу времени. Коэффициент теплопередачи уменьшается по мере того, как повышается плотность материала, то есть чем выше плотность, тем лучше его теплоизоляционные свойства. Значения характеристик при различной плотности представлены в Таблице 1.

Плотность,кг / м³ 10 15 20 25 30 35 Коэффициенттеплопередачи,Вт/(м . К) 0.044 0.038 0.035 0.034 0.033 0.032

Величина теплопроводности является ключевой для расчета общего сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций здания (стен, кровли, перекрытий). Последнее обозначается латинской буквой R, единица выражается в м² К / Вт и показывает, сколько тепла в Вт проходит через 1 м² площади стены или кровли заданной толщины за единицу времени при перепаде температур 1°К. Этот параметр зависит от материала стены и ее толщины, это видно из формулы:

Схема утепления стен пенопластом.

Здесь δ толщина стены в метрах, k коэффициент теплопроводности. Для примера можно показать сколько тепла теряет 1 м² пенополистирола толщиной 1 сантиметр плотностью 10 кг / м³ за единицу времени при перепаде температур 1°К:

R = 0,01 / 0,044 = 0,227 м² К / Вт.

Данный параметр нормируется, он не может быть меньше того, что прописан в нормативной документации для каждого региона. Учитывая разницу климатических условий на просторах нашей страны и длительность отопительного сезона, минимальное нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен для южных регионов составляет 1,8 м² К / Вт, средней полосы 3 м² К / Вт, а северных 4,8 м² К / Вт. Значения R для пенопласта разной плотности и различной толщины отражены в таблице 2.

СопротивлениетеплопередачеR, м²К / Вт Плотность 10 кг / м³ Плотность 15 кг / м³ Плотность 20 кг / м³ Плотность 25 кг / м³ Плотность 30 кг / м³ Плотность 35 кг / м³ Толщина 2 см 0. 45 0.53 0.57 0.59 0.61 0.63 Толщина 5 см 1.14 1.32 1.43 1.47 1.52 1.56 Толщина 10 см 2.27 2.63 2.86 2.94 3.03 3.13

Из таблицы 2 хорошо видно, что пенопласт толщиной 100 мм может полностью заменить другие строительные материалы стен в южных и средних регионах, так как такая конструкция соответствует современным требованиям нормативной документации (СНиП 23-02-2003). Материал толщиной 5 см и 2 см может применяться для дополнительного утепления существующих зданий из кирпича или бетона, так как ограждающие конструкции этих зданий не соответствуют современным требованиям по энергосбережению. При этом утеплитель толщиной 2 см зачастую целесообразно использовать для отделки стен изнутри помещения, это дешевле, чем выполнять наружные работы, и не отнимет много места от пространства комнаты.

Вернуться к оглавлению

Подбор плотности и толщины материала для дома

Значение представленных расчетов следующее: зная температуру воздуха снаружи и желаемую температуру внутри помещения, можно на практике подобрать пенопласт необходимой толщины и плотности, чтобы успешно утеплить свой дом и при этом не переплатить за материалы.

Для этого следует воспользоваться формулой:

Q = (1/R) х S х (tв tн)

  • Q количество тепла в Вт, которое будет теряться стеной,
  • R сопротивление теплопередаче выбранного вида утеплителя,
  • S площадь стены в кв.м,
  • tв и tн температура внутреннего и наружного воздуха соответственно.

Подобрав толщину и плотность пенопласта, с помощью коэффициента теплопередачи высчитывается значение R, вставляется в приведенную формулу и в результате станет известно, сколько тепла будет терять вся стена здания из пенопласта. Однако требуется учесть и существующий материал стены, кирпич или бетон, ведь он тоже задерживает тепло. Для этого по тем же формулам нужно посчитать количество тепла, уходящего через существующую кирпичную, бетонную или деревянную стену. Значения теплопроводности некоторых материалов для расчета показаны в таблице 3.

Материал стены Кирпичная кладка Шлако блок Керамзи тобетон Дерево (сосна) Газобетон Коэффициенттеплопередачи,Вт/(м*К) 0. 41 0.34 0.14 0.09 0.1

Теплоизоляционные показатели традиционных материалов достаточно низкие, расчет покажет большие потери тепла, вот почему требуется доработка таких стен изделиями из полистирола. Полученные результаты просчета по пенопласту и существующей стене складываются. Дальше такой же расчет нужно произвести по всем стенам, суммировать результаты и сопоставить с мощностью системы отопления.

Если выяснится, что можно без ущерба для экономии уменьшить толщину утепляющего пенополистирола или его плотность, нужно пересчитать потери тепла еще раз с учетом новых параметров.

таблица сравнения с другими материалами и расчет толщины слоя утеплителя в зависимости от теплопроводности

В технической литературе пенополиуретан описывается как материал с самой низкой теплопроводностью в списке стандартных термоизоляционных материалов. Пенополистирол и жесткий пенополиуретан с низкой плотностью (от 20 до 50 кг/м3) по праву стали самыми используемыми материалами для промышленных холодильных и морозильных камер и других систем, где требуется повышенная термоизоляция. В этом заслуга низкой теплопередачи. Для сравнения теплопроводность жесткого пенополиуретана в разы ниже теплопроводности  минеральной ваты и всех других популярных утеплителей.

Коэффициент теплопроводности жесткого пенополиуретана и других материалов

Именно низкая теплопроводность делает ППУ оптимальным материалом для термоизоляции. Коэффициент теплопроводности жесткого  пенополиуретана составляет 0,019 – 0,028 Вт/м*К. Этот показатель определяет количество теплоты, которая проходит сквозь куб материала со стороной в 1 м за 1 секунду при единичном изменении температуры в 1 Кельвин. Низкая теплопроводность позволяет обеспечить необходимую теплоизоляцию при минимальном слое покрытия. Например, теплопроводность пенопласта составляет 0,04 – 0,06 Вт/м*К, т.е. понадобится в 2-3 раза более толстый слой пенопласта, чем пенополиуретана. В видео ниже поясняется понятие теплопроводности и его применение в строительстве:

 

 

Совет от профессионала

Если вы хотите сравнить теплопроводность различных строительных материалов, необходимо поделить их коэффициенты теплопроводности. К примеру, теплопроводность минваты и ППУ соотносятся как 0,052/0,019=2,74. Это означает, что слой пенополиуретана в 10 см равен 27,4 см слою минеральной ваты по своим утепляющим свойствам. Если брать теплопроводность керамзита и ППУ, то соотношение будет 0,18/0,019=9,47. То есть слой керамзита должен быть почти в 10 раз толще.

Ниже приведена теплопроводность строительных материалов в таблице

Материал

Коэффициент теплопроводности (Вт/м*К)

   Жесткий пенополиуретан

   0. 019 – 0.028

   Пенополистирол (пенопласт)

   0.04 – 0.06

   Минеральная вата

   0.052 – 0.058

   Пенобетон

   0.145 – 0.160

   Пробковая плита

   0.5 – 0.6

*Цифры могут изменяться в зависимости от производителя, погодных условий, точного состава.

Как рассчитать необходимую толщину слоя ППУ-утеплителя?

Для расчета необходимого количества материалов для утепления дома или другой постройки необходимо обратиться к нормативам СНиП 23-02-2003 и рассчитать следующие параметры:

Rreq = a*Dd + b

Dd = (Tint – Tht)*Zht

Δ=Rreq*λ

Rreq – сопротивление теплопередачи

a и b – коэффициенты из таблиц СНиП

Dd – градусо-сутки отопительного сезона

Tint – внутренняя температура помещения, которую необходимо поддерживать

Tht – средняя температура воздуха снаружи помещения

Zht – длительность периода отопления

Δ – искомая толщина слоя ППУ-утеплителя

Λ - теплопроводность

Сопротивление теплопередачи рассчитывается для цельной конструкции, поэтому для расчета сопротивления теплопередачи ППУ необходимо вычесть из общего показателя сопротивления теплопередачи других составных материалов покрытия (например, для стены нужно также учитывать теплопроводность штукатурки и кирпича).

Для примера, возьмем минимальную теплопроводность ППУ, равную 0,019. Используя данные из СНиП для стандартных стен жилого дома – Rreq=3,279 рассчитаем толщину теплоизоляционного покрытия из ППУ – Δ = 3,279*0,019= 0,0623 м (т.е. 6,23 см). Если вам посчастливится приобрести самый термостойкий пенополиуретан с таким низким коэффициентом теплопроводности, достаточная толщина термоизоляционного слоя всего 6 см.

В сравнении с другими утеплителями наиболее тонкий слой утепления дает именно пенополиуретан, теплопроводность которого ниже, чем у любого другого материала. Поэтому нередко утепление ППУ обходится дешевле, чем использование менее совершенных вариантов теплоизоляции.

Теплопроводность водной пены (Технический отчет)

Дротнинг, У.Д., Ортега, А., и Хавей, П.Е. Теплопроводность водной пены . США: Н. П., 1982. Интернет. DOI: 10,2172 / 5347949.

Дротнинг, В. Д., Ортега, А., и Хейви, П. Е. Теплопроводность водной пены .Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/5347949

Дротнинг, У.Д., Ортега, А., и Хавей, П. Е. Сб. «Теплопроводность водной пены». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/5347949. https://www.osti.gov/servlets/purl/5347949.

@article {osti_5347949,
title = {Теплопроводность водной пены},
author = {Дротнинг, В. Д. и Ортега, А. и Хавей, П. Е.},
abstractNote = {Теплопроводность играет важную роль в реакции водных пен, используемых в качестве геотермальных буровых растворов.Теплопроводность этих пен измерялась в условиях окружающей среды с использованием метода зонда теплопроводности. Изучаемая плотность пены составляла от 0,03 до 0,2 г / см / sup 3 /, что соответствовало объемным долям жидкости такой же величины. Микроскопия пен показала размер пузырьков в диапазоне от 50 до 300 мкм для азотных пен и от 30 до 150 мкм для гелиевых пен. Формы пузырьков были многогранными при низких плотностях пены и сферическими при более высоких плотностях. Измеренные значения проводимости варьировались от 0.От 05 до 0,12 Вт / м-К для исследуемых пен. Прогнозируемое поведение проводимости пены, вызванное изменением проводимости прерывистой газовой фазы, наблюдали с использованием газообразного азота или гелия в пенах. Анализ данных отклика зонда потребовал интерпретации с использованием полного интегрального решения уравнения теплопроводности, поскольку теплоемкость пены была мала по сравнению с тепловой массой зонда. На измерения теплопроводности пен оказывали влияние экспериментальные эффекты, такие как входная мощность зонда, дренаж пены и ориентация зонда и испытательной ячейки.Для азотных пен наблюдалось падение теплопроводности в зависимости от объемной доли жидкости между прогнозами, основанными на модели параллельного упорядочения и модели Рассела для теплопроводности в гетерогенных материалах. doi = {10.2172 / 5347949},
url = {https://www.osti.gov/biblio/5347949}, журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {1982},
месяц = ​​{5}
}

Теплопроводность

Материал Теплопроводность
(кал / сек) / (см 2 C / см)
Теплопроводность
(Вт / м · К) *
Алмаз ... 1000
Серебро 1.01 406.0
Медь 0.99 385.0
Золото ... 314
Латунь ... 109,0
Алюминий 0,50 205,0
Железо 0,163 79,5
Сталь ... 50. 2
Свинец 0,083 34,7
Ртуть ... 8,3
Лед 0,005 1,6
Стекло обычное 0,0025 0,8
Бетон 0,002 0,8
Вода при 20 ° C 0,0014 0,6
Асбест 0,0004 0.08
Снег (сухой) 0,00026 ...
Стекловолокно 0,00015 0,04
Кирпич изоляционный ... 0,15
Кирпич красный ... 0,6
Пробковая плита 0,00011 0,04
Шерстяной войлок 0,0001 0,04
Минеральная вата ... 0,04
Полистирол (пенополистирол) . .. 0,033
Полиуретан ... 0,02
Дерево 0,0001 0,12-0,04
Воздух при 0 ° C 0,000057 0,024
Гелий (20 ° C) ... 0,138
Водород (20 ° C) ... 0,172
Азот (20 ° C) ... 0,0234
Кислород (20 ° C) ... 0,0238
Аэрогель кремнезема ... 0,003

* Большая часть от Янга, Хью Д., Университетская физика, 7-е изд. Таблица 15-5. Значения для аэрогеля алмаза и кремнезема из Справочника по химии и физике CRC.

Обратите внимание, что 1 (кал / сек) / (см 2 C / см) = 419 Вт / м K. С учетом этого два приведенных выше столбца не всегда совпадают.Все значения взяты из опубликованных таблиц, но не могут считаться достоверными.

Значение 0,02 Вт / мК для полиуретана может быть принято как номинальное значение, которое делает пенополиуретан одним из лучших изоляторов. NIST опубликовал процедуру численного приближения для расчета теплопроводности полиуретана на http://cryogenics.nist.gov/NewFiles/Polyurethane.html. Их расчет для полиуретана, наполненного фреоном, плотностью 1,99 фунт / фут 3 при 20 ° C дает теплопроводность 0.022 Вт / мК. Расчет для полиуретана с наполнителем CO 2 плотностью 2,00 фунт / фут 3 дает 0,035 Вт / мК.

Index

Tables

Reference
Young
Ch 15.

(PDF) Теплопроводность и контактное сопротивление металлических пен

J. Phys. D: Прил. Phys. 44 (2011) 125406 E Sadeghi et al

Таблица 2. Неопределенность включения параметров в анализ.

δQ

Q

δT

T

δt

t

δA

A

δP

c

P

9000 s7

9000 s7 с

3. 2% 1,7% 0,5% 0,8% 2,5% 2,2%

равновесие все параметры эксперимента поддерживались постоянными

и тщательно контролировались в течение приблизительно 4–5 часов для каждой точки данных

. Эффекты сжатия исследовались в диапазоне

0,3–2 МПа.

Температурный градиент между горячей и холодной пластинами

приводит по существу к одномерному теплопереносу от верхней части

к нижней части испытательной колонны. Потенциальный вклад радиационного теплообмена

в экспериментальную установку можно разделить на:

(1) Излучение внутри микроструктуры: наши измерения

показывают, что максимальная разница температур между

двумя соседними порами в образце это 8.3

C и

, уровень температуры внутри пенопласта меньше 100

C. пена менее 1%.

(2) Межфазное излучение: это излучение может возникать между плотномерами

и поверхностями металлической пены на границе раздела.

Температура на границе раздела падает из-за контактного сопротивления

.Наши измерения показывают, что это падение температуры

составляет от 4 до 28

° C, в зависимости от

от сжимающей нагрузки. Максимальный вклад

межфазного излучения по сравнению с проводимостью составляет

, по оценкам, менее 0,5%.

В результате можно сделать вывод, что теплопередача в настоящих экспериментах

в основном обусловлена ​​теплопроводностью. Теплопередача

через плотномеры может быть определена с использованием уравнения Фурье:

ция:

Q = −kA

dT

dz

, (1)

где dT / dz - температурный градиент вдоль испытания. col-

мкм, k - теплопроводность расходомеров, а A -

- площадь поперечного сечения образцов / расходомеров.Температуры

на верхней и нижней контактных поверхностях могут быть захвачены измеренным тепловым потоком. Измеренное общее тепловое сопротивление

при каждом давлении, R

до

, включает в себя тепловое сопротивление образца

(объемное) и TCR (на верхнем и нижнем интерфейсах

) и может быть выражено как

R

tot

= R

MF

+ TCR =

T

ul

Q

, (2)

, где T

ul

- разница температур

между верхним и

нижние контактные поверхности. R

MF

и TCR - сопротивление пены металла

и общее контактное сопротивление (сумма контактного сопротивления

на верхней и нижней поверхностях), соответственно.

Для деконволюции теплопроводности и TCR было проведено два эксперимента

с образцами различной толщины

; но с идентичными микроструктурными параметрами,

например пористость и плотность пор. Из-за идентичной структуры micro-

и схожих характеристик поверхности на верхней границе раздела и

на нижней границе, контактные сопротивления для обоих образцов могут быть равными

при одинаковом давлении.Применяя уравнение (2)

к обоим измерениям и вычитая их, получаем эффективную теплопроводность

:

k

eff

=

t

1

R

MF1

A

A

т

2

R

MF2

A

, (3)

k

eff

=

т

1

- т

2

000

9000 - R

tot2

) A

, (4)

, где t

1

и t

2

- это две разные толщины образца пены Al

при определенном приложенном давлении и A - площадь поперечного сечения образца

. Чтобы исследовать влияние сжатия

на толщину образца, образцы пенопласта из алюминия с

различной пористостью (0,9 <ε <0,96) и плотностью пор были подвергнуты

сжатию шаг за шагом с использованием стандартной машины для растяжения-сжатия

. Изменение толщины было измерено для всех образцов при

различных давлениях от 0 до 2 МПа с использованием цифрового микрометра Mitutoyo

с точностью до 1 мкм. Результаты показывают, что

максимальное отклонение толщины меньше 1.5% и можно пренебречь

. Уравнение (4) может использоваться для определения эффективной теплопроводности

; TCR можно затем рассчитать по уравнению

(2).

2.2. Анализ неопределенности

Учитывая взаимосвязи для оценки эффективной теплопроводности

и TCR, то есть уравнения (4), (2), соответствующие параметры

в анализе могут быть выражены как

R

tot

= f (Q, T, t, A, P

c

, φ

s

). (5)

Основная погрешность в этих экспериментах связана с ошибками

при определении теплового потока через образец, что приводит к максимальной ошибке

в 3,2%. Максимальные погрешности

для термопар и показаний сбора данных составляют

± 1

° C, что обеспечивает максимальную ошибку 1,7% между

интерфейсами образца и плотномера. Относительная плотность

аналогичных образцов с двумя разными толщинами

была измерена, и разница была использована в качестве репрезентативной

морфологической неопределенности.Эта неопределенность, а также

, связанная с весоизмерительным датчиком, толщиной и

площади поперечного сечения, перечислены в таблице 2. Максимальная неопределенность

для измерений термического сопротивления

может быть рассчитана из [16]

δR

общ

R

общ

=



δQ

Q

2

+

000

000

000

000

000

000

000

000

+

δt

t

2

+

δA

A

2

000

000

000

000 P

c

2

+

δφ

с

φ

с

2

. (6)

Для данного исследования максимальная неопределенность оценивается в

± 5%.

3. Морфология пятен контакта

Чтобы определить размер и распределение пятен контакта, лист

копировальной бумаги вместе с белой бумагой помещали сверху и снизу образцов. Сборку производили

, сжатой в стандартной машине для сжатия и растяжения, и

пятна контакта были напечатаны на белой бумаге. Напечатанные изображения

были сняты камерой с высоким разрешением.

3

Теплоизоляция пластмасс: технические свойства

Почему пластик - хороший изолятор?


Пластмассы являются плохими проводниками тепла, потому что в них практически нет свободных электронов, доступных для механизмов проводимости, таких как металлы.

Теплоизоляционная способность пластмассы оценивается путем измерения теплопроводности. Теплопроводность - это передача тепла от одной части тела к другой, с которой она контактирует.

  • Для аморфных пластиков при 0-200 ° C теплопроводность находится в пределах 0,125-0,2
    Вт · м -1 K -1
  • Частично кристаллические термопласты имеют упорядоченные кристаллические области и, следовательно, лучшую проводимость

Теплоизоляция из полимера (термопласты , пенопласт или термореактивный материал ) необходима для:
  1. понимания переработки материала в конечный продукт
  2. Установите подходящие приложения материала e.грамм. пенополимерные для изоляции

Например, PUR и PIR можно формовать в виде плит и использовать в качестве изоляционных пен для крыш, оштукатуренных стен, многослойных стен и полов.
Узнайте больше о теплоизоляции:

»Значения теплоизоляции некоторых пластмасс
» Как измерить теплопроводность пластмасс?
»Как материалы проводят - Механизм
» Факторы, влияющие на теплоизоляцию

Как измерить теплопроводность полимеров


Есть несколько способов измерить теплопроводность. Теплопроводность пластиков обычно измеряется в соответствии с ASTM C177 и ISO 8302 с использованием устройства с защищенной горячей плитой.

Устройство с защищенной горячей плитой обычно считается основным абсолютным методом измерения теплопередающих свойств гомогенных изоляционных материалов в виде плоских плит.

Охраняемая плита - Твердый образец материала помещается между двумя плитами. Одна пластина нагревается, а другая охлаждается или нагревается в меньшей степени.Температура пластин контролируется до тех пор, пока она не станет постоянной. Для расчета теплопроводности используются установившиеся температуры, толщина образца и подвод тепла к горячей пластине.

Следовательно, теплопроводность k рассчитывается по формуле:


где
  • Q - количество тепла, проходящего через базовую область образца [Вт]
  • Площадь основания образца [м 2 ]
  • d расстояние между двумя сторонами образца [м]
  • T 2 температура более теплой стороны образца [K]
  • T 1 температура на более холодной стороне образца [K]

Механизм теплопроводности


Теплопроводность в полимерах основана на движении молекул через внутри- и межмолекулярные связи. Структурные изменения, например сшивание в термореактивных пластиках и эластомерах увеличивает теплопроводность, поскольку ван-дер-ваальсовые связи постепенно заменяются валентными связями с большей теплопроводностью.

В качестве альтернативы, уменьшение длины пути между связями или факторы, вызывающие повышенный беспорядок или свободный объем в полимерах, приводят к снижению теплопроводности, следовательно, к повышению теплоизоляции.

Также упоминалось выше, наличие кристалличности в полимерах приводит к улучшенной упаковке молекулы и, следовательно, к повышенной теплопроводности.

  • Аморфные полимеры демонстрируют увеличение теплопроводности с повышением температуры до температуры стеклования , Tg . Выше Tg теплопроводность уменьшается с повышением температуры

  • Из-за увеличения плотности при затвердевании полукристаллических термопластов теплопроводность в твердом состоянии выше, чем в расплаве. Однако в расплавленном состоянии теплопроводность полукристаллических полимеров снижается до теплопроводности аморфных полимеров

Теплопроводность различных полимеров
(Источник: Обработка полимеров Тима А.Оссвальд, Хуан Пабло Эрнандес-Ортис)

Факторы, влияющие на теплоизоляцию


  1. Органический пластик - очень хорошие изоляторы. Теплопроводность полимеров увеличивается с увеличением объемного содержания наполнителя (или содержания волокон до 20% по объему).
    1. Более высокая теплопроводность неорганических наполнителей увеличивает теплопроводность наполненных полимеров .
    2. Полимерные пены демонстрируют заметное снижение теплопроводности из-за включения в структуру газообразных наполнителей.Увеличение количества закрытых ячеек в пене сводит к минимуму теплопроводность за счет конвекции, дополнительно улучшая изоляционные свойства

  2. Теплопроводность расплавов увеличивается с увеличением гидростатического давления.

  3. Сжатие пластмасс оказывает противоположное влияние на теплоизоляцию, поскольку увеличивает плотность упаковки молекул

  4. Другими факторами, влияющими на теплопроводность, являются плотность материала , влажность материала и температура окружающей среды.С увеличением плотности, влажности и температуры увеличивается и теплопроводность.

Найдите коммерческие марки, соответствующие вашим целевым тепловым свойствам, с помощью фильтра « Property Search - Thermal Conductivity » в базе данных Omnexus Plastics:

Значения теплоизоляции некоторых пластмасс


Нажмите, чтобы найти полимер, который вы ищете:
A-C | E-M | PA-PC | PE-PL | ПМ-ПП | PS-X
Название полимера Мин. Значение (Вт / м.К) Максимальное значение (Вт / м · К)
ABS - Акрилонитрилбутадиенстирол 0,130 0,190
ABS огнестойкий 0,173 0,175
ABS для высоких температур 0. 200 0,400
ABS ударопрочный 0.200 0,400
Смесь АБС / ПК 20% стекловолокна 0.140 0,150
ASA - Акрилонитрилстиролакрилат 0,170 0,170
Смесь ASA / PC - Смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поликарбоната 0,170 0,170
ASA / PC огнестойкий 0,170 0,700
CA - Ацетат целлюлозы 0,250 0,250
CAB - бутират ацетата целлюлозы 0.250 0,250
CP - пропионат целлюлозы 0,190 0,190
ХПВХ - хлорированный поливинилхлорид 0,160 0,160
ECTFE 0,150 0,150
EVOH - Этиленвиниловый спирт 0,340 0,360
FEP - фторированный этиленпропилен 0,250 0. 250
HDPE - полиэтилен высокой плотности 0,450 0,500
HIPS - ударопрочный полистирол 0,110 0,140
HIPS огнестойкий V0 0,120 0,120
Иономер (сополимер этилена и метилакрилата) 0,230 0,250
LCP армированный стекловолокном 0,270 0.320
LDPE - полиэтилен низкой плотности 0,320 0,350
ЛПЭНП - линейный полиэтилен низкой плотности 0,350 0,450
MABS (прозрачный акрилонитрилбутадиенстирол) 0,170 0,180
PA 11 - (Полиамид 11) 30% армированный стекловолокном 0,330 0,330
PA 11, проводящий 0.330 0,330
PA 11, гибкий 0,330 0,330
PA 11, жесткий 0,330 0,330
PA 12, гибкий 0,330 0,330
PA 12, жесткий 0,330 0,330
ПА 46 0,300 0,300
PA 6 - Полиамид 6 0. 240 0,240
PA 6-10 - Полиамид 6-10 0,210 0,210
PA 66 - Полиамид 6-6 0,250 0,250
PA 66, 30% стекловолокно 0,280 0,280
PA 66, 30% Минеральное наполнение 0,380 0,380
PA 66, ударно-модифицированная, 15-30% стекловолокна 0,300 0.300
PA 66, ударно-модифицированный 0,240 0,450
PAI - Полиамид-имид 0,240 0,540
PAI, 30% стекловолокно 0,360 0,360
PAI, низкое трение 0,520 0,520
PAR - Полиарилат 0,180 0,210
PARA (Полиариламид), 30-60% стекловолокна 0.300 0,400
PBT - полибутилентерефталат 0,210 0,210
PBT, 30% стекловолокно 0,240 0,240
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно 0,220 0,220
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое 0,210 0,390
ПК - Поликарбонат, жаростойкий 0. 210 0,210
PE - Полиэтилен 30% стекловолокно 0,300 0,390
PEEK - Полиэфирэфиркетон 0,250 0,250
PEEK, армированный 30% углеродным волокном 0,900 0,950
PEEK, армированный стекловолокном 30% 0,430 0,430
PEI - Полиэфиримид 0,220 0.250
PEI, 30% армированный стекловолокном 0,230 0,260
PEKK (Полиэфиркетонекетон), с низкой степенью кристалличности 1,750 1,750
PESU - Полиэфирсульфон 0,170 0,190
ПЭТ - полиэтилентерефталат 0,290 0,290
ПЭТ, 30% армированный стекловолокном 0.330 0,330
ПЭТГ - полиэтилентерефталат гликоль 0,190 0,190
PFA - перфторалкокси 0,190 0,260
PI - полиимид 0,100 0,350
PLA - полилактид 0,110 0,195
PMMA - Полиметилметакрилат / акрил 0,150 0. 250
PMMA (акрил), жаропрочный 0,120 0,210
ПММА (акрил) с модифицированным ударным воздействием 0.200 0,220
ПОМ - Полиоксиметилен (Ацеталь) 0,310 0,370
ПОМ (Ацеталь) Низкое трение 0,310 0,310
PP - полипропилен 10-20% стекловолокно 0.200 0.300
ПП, 10-40% минерального наполнения 0,300 0,400
ПП, 10-40% талька с наполнителем 0,300 0,400
PP, 30-40% армированный стекловолокном 0,300 0,300
Сополимер PP (полипропилен) 0,150 0,210
PP (полипропилен) гомополимер 0,150 0,210
ПП, модифицированный при ударе 0. 150 0,210
PPE - полифениленовый эфир 0,160 0,220
PPE, 30% армированные стекловолокном 0,280 0,280
PPE, огнестойкий 0,160 0,220
PPS - полифениленсульфид 0,290 0,320
PPS, 20-30% армированный стекловолокном 0,300 0.300
PPS, армированный стекловолокном на 40% 0,300 0,300
PPS, проводящий 0,300 0,400
PPS, стекловолокно и минеральное наполнение 0,600 0,600
ПС (полистирол) 30% стекловолокно 0,190 0,190
ПС (Полистирол) Кристалл 0,160 0.160
PS, высокая температура 0,160 0,160
PSU - полисульфон 0,120 0,260
Блок питания, 30% армированный стекловолокном 0,300 0,300
PTFE - политетрафторэтилен 0,240 0,240
PTFE, армированный стекловолокном на 25% 0,170 0,450
ПВХ, пластифицированный 0. 160 0,160
ПВХ, с пластиковым наполнением 0,160 0,160
ПВХ жесткий 0,160 0,160
ПВДХ - поливинилиденхлорид 0,160 0.200
PVDF - поливинилиденфторид 0,180 0,180
SAN - Стиролакрилонитрил 0,150 0.150
SAN, армированный стекловолокном на 20% 0.200 0,320
SMA - малеиновый ангидрид стирола 0,170 0,170

Термическое сопротивление и теплопроводность в силиконовой пене и губке

Тепловое сопротивление и теплопроводность могут быть двумя очень важными физическими характеристиками пеноматериалов для определенных применений. Большинство устройств, содержащих электронику, должны быть так или иначе рассчитаны на теплоотдачу. Электронная схема работает наиболее надежно при более низких температурах. Высокие рабочие температуры сокращают срок службы устройства или модуля. Для конструкций очень важно проводить или изолировать тепло.

Несмотря на то, что существует множество материалов, которые можно использовать как для отвода тепла, так и для сопротивления нагреву, в этом сообщении мы сосредоточимся на силиконовой пене и губчатых материалах. Силиконовая пена и губка имеют очень широкий рабочий диапазон: от -60 ° F до 500 ° F (может варьироваться в зависимости от продукта). Эта особенность делает эти материалы идеальными для применения в условиях высоких температур.

Общие области применения силиконовой пены / губчатых материалов

  • Внутреннее и наружное светодиодное освещение
  • Телекоммуникационные шкафы для наружного применения
  • Шкафы для наружного применения
  • Электронные устройства
  • Отслеживание активов

Чтобы продемонстрировать свойства термостойкости и теплопроводности силиконовых пен и губчатых материалов, мы решили создать это видео. В этом видео-демонстрации используется силиконовая пена Rogers BISCO BF1000 и силиконовая губка Saint Gobain Thermacool R10404.... и два кусочка сыра.

Посмотрите видео, чтобы увидеть физические свойства этих пен.


Marian вырезает силиконовую пену и губку различной толщины, которые подходят для вашего уникального применения. Эти высеченные материалы также могут быть ламинированы, чтобы создать более динамичную деталь для вашего решения. Наши инженеры по продажам предложат вам рекомендации по материалам экспертного уровня и вместе с вами разработают идеальное решение.

Теплопроводность пенополистирола XPS (экструдированный полистирол)

Пенополистирол является хорошими теплоизоляционными материалами и поэтому часто используется в качестве строительных изоляционных материалов. Экструдированный пенополистирол (XPS) состоит из закрытых ячеек и обеспечивает улучшенную шероховатость поверхности, большую жесткость и пониженную теплопроводность. На изображении ниже показано применение изоляционного материала в типичной домашней конструкции. В этом случае XPS применяется для повышения эффективности изоляционной системы для каркасного потолка.

Поскольку теплопроводность материала XPS является ключевым показателем качества, производители и заказчики постоянно ищут простые способы получения данных о характеристиках теплопроводности материала. Недавно европейский производитель материала XPS отправил в нашу лабораторию несколько образцов для определения характеристик с помощью датчика C-Therm Modified Transient Plane Source. Производитель отправил несколько образцов купонов.

Хотя производитель образцов XPS вырезал образцы до меньших размеров, чем типичные размеры платы XPS - этого НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО - датчик MTPS может легко обрабатывать образцы большего формата - в конечном итоге образцы были выбраны из соображений транспортировки.

Тестовая установка MTPS

Для тестирования использовалась довольно типичная установка: образец помещался на датчик, как показано на рисунке ниже. Для лучшей фиксации образца на датчике использовалась удлинительная пластина. Для образцов большего размера датчик на тестовом образце был бы перевернут. Образец тестировали как сверху, так и снизу для оценки однородности / консистенции образца.

Результаты эксперимента

Результаты тестирования образца были доступны в течение 10 минут при тестировании как верхней, так и нижней части образца и обобщены в таблице ниже:

Образец Верх Низ
1 0.0334 0,0341
2 0,0344 0,0342
3 0,0341 0,0342
4 0,0343 0,0340
5 0,0340 0,0340
Среднее значение 0,0341 0,0341
Результаты испытаний на теплопроводность XPS (Вт / мК)

Результаты испытаний показали, что материал имеет превосходную консистенцию и полностью соответствует ожидаемому диапазону теплопроводности. материала.Все испытания проводились в условиях окружающей среды (приблизительно 24 ° C). Технические характеристики датчика MTPS предлагают точность <5% и точность <1%.

Теплопроводность - ERG Aerospace

Общая теплопроводность Ctotal пенопласта с открытыми ячейками фактически состоит из четырех компонентов, как указано ниже:

Ctotal = Csolid связок + Cgas + Cgas конвекция + Cradiant
Где
Csolid связок = проводимость трехмерного массива твердых связок или распорок, которые образуют структуру пены.Этот термин также часто называют «объемной теплопроводностью» пены. В большинстве случаев, особенно для металлических пен, используемых в качестве теплообменников, это самый крупный в количественном отношении и наиболее термически доминирующий из четырех компонентов и имеет следующую упрощенную форму уравнения:

Csolid связок = Csolid × относительная плотность × 0,33

Где
Csolid связок = прямая теплопроводность или объемная проводимость массива связок
Csolid = проводимость твердого материала распорок
Относительная плотность =% относительной плотности в десятичной форме, т. е.е. 10% = .1
.33 = коэффициент, представляющий геометрическую структуру пены или фактор «извилистости».

Следует отметить, что коэффициент 0,33 получен как из испытаний проводимости, так и из концептуального анализа, в котором пену можно сравнить с трехмерной ортогональной решеткой штифтовых ребер. В этом случае очевидно, что одна треть штифтов или их массы ориентирована в каждом из ортогональных направлений x, y и z.

Также следует отметить, что это уравнение несколько упрощено, но является достаточно точным, немного консервативным и более легким для понимания с концептуальной точки зрения, чем некоторые из эмпирических уравнений, которые были разработаны на основе различных тестов.

Cgas = объемная проводимость любого газа, содержащегося в пене с открытыми порами. Обычно он вносит небольшой вклад в металлические пены, но может вносить значительный вклад в углеродные или керамические пены, которые по своей природе обладают низкой проводимостью связочного материала. См. Диаграмму проводимости угольной пены (RVC), чтобы увидеть типичный пример этого эффекта.

Cгазовая конвекция = проводимость любого газа, содержащегося внутри ячеек и который может циркулировать внутри пены или внутри отдельных ячеек пены.Опять же, это также небольшой вклад для металлических пен, но может стать значительным при работе с углеродными или керамическими пенами, используемыми в качестве изоляции. В таких случаях пеноматериалы с малым размером пор 80-100 PPI используются для подавления этого эффекта, просто увеличивая удельную площадь поверхности пены и падение давления газового потока до точки, при которой конвекционный поток эффективно предотвращается.

Cradiant = Инфракрасное электромагнитное излучение, которое проходит через открытые отверстия пены. Этот элемент проводимости имеет значение только при очень высоких температурах и обычно не играет роли, если пена не используется в качестве высокотемпературной изоляции.В таких случаях обычно используется пена с наименьшим размером пор, чтобы уменьшить коэффициент обзора и увеличить оптическую непрозрачность пены.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *