Теплопроводность экструдированного пенопласта: Сравнение пенопласта и экструдированного пенополистирола

Содержание

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	t_раб, °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:

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

Показатели теплопроводности экструдированного и обычного пенополистирола

Климат в России очень холодный, поэтому практически любой дом, построенный за городом, приходится утеплять. Для этого можно использовать самые разные материалы. Одним из наиболее популярных является пенополистирол. Монтируется этот утеплитель элементарно. Коэффициент же теплопроводности у него ниже, чем у любого другого современного изолятора.

Что представляет собой пенополистирол

Изготавливается этот материал примерно по тому же принципу, что и любые другие вспененные утеплители. Сначала в специальную установку наливается жидкий стирол. После добавления в него особого реагента происходит реакция с выделением большого количества пены. Готовая вспененная густая масса до застывания пропускается через формовочный аппарат. В результате получаются листы материала с огромным количеством мелких воздушных камер внутри.

Такая структура плит и объясняет высокие изоляционные качества пенополистирола. Ведь воздух, как известно, тепло сохраняет очень хорошо. Существуют виды пенополистирола, в ячейках которых содержатся и другие газы. Однако самыми эффективными изоляторами все же считаются плиты именно с воздушными камерами.

Входящие в структуру пенополистирола ячейки могут иметь размер от 2 до 8 мм. На их стенки при этом приходится примерно 2% массы материала. Таким образом, пенополистирол на 98% состоит из воздуха.

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.

От чего зависит теплопроводность

Способность пенополистирольных плит сохранять тепло зависит в основном от двух факторов: плотности и толщины. Первый показатель определяется по количеству и размеру воздушных камер, составляющих структуру материала. Чем плотнее плита, тем больший коэффициент теплопроводности у нее будет.

Зависимость от плотности

В таблице ниже можно посмотреть каким именно образом теплопроводность пенополистирола зависит от его плотности.

Плотность (кг/м3)	Теплопроводность (Вт/мК)
10	0.044
15	0.038
20	0.035
25	0.034
30	0.033
35	0. 032

Представленная выше справочная информация, однако, скорее всего, может пригодиться только владельцам домов, использовавшим пенополистирол для утепления стен, пола или потолка довольно-таки давно. Дело в том, что при изготовлении современных марок этого материала производители используют

специальные графитовые добавки, в результате чего зависимость теплопроводности от плотности плит сводится практически на нет. В этом можно убедиться, взглянув на показатели в таблице:

Марка	Теплопроводность (Вт/мК)
EPS 50	0.031-0.032
EPS 70	0.033-0.032
EPS 80	0.031
EPS 100	0.03-0.033
EPS 120	0.031
EPS 150	0.03-0.031
EPS 200	0.031

Зависимость от толщины

Разумеется, чем толще материал, тем лучше он сохраняет тепло.

У современного пенополистирола толщина может колебаться в пределах 10-200 мм. По этому показателю его принято классифицировать на три больших группы:

Плиты до 30 мм. Этот тонкий материал обычно используется при утеплении перегородок и внутренних стен зданий. Коэффициент его теплопроводности не превышает 0.035 Вт/мК.
Материал толщиной до 100 мм. Пенополистирол этой группы может применяться для обшивки как внешних, так и для внутренних стен. Тепло такие плиты сохраняют очень хорошо и с успехом используются даже в регионах страны с суровым климатом. К примеру, материал толщиной 50 мм имеет теплопроводность в 0.031-0.032 Вт/Мк.
Пенополистирол толщиной более 100 мм. Такие габаритные плиты чаще всего используются для изготовления опалубок при заливке фундаментов на Крайнем Севере. Теплопроводность их не превышает 0.031 Вт/мК.

Расчет необходимой толщины материала

Точно вычислить толщину необходимого для утепления дома пенополистирола довольно-таки сложно.

Дело в том, что при выполнении этой операции следует учитывать массу самых разных факторов. К примеру, таких, как теплопроводность материала, выбранного для сооружения утепляемых конструкций и его разновидность, климат местности, тип облицовки и пр. Однако примерно рассчитать необходимую толщину плит все-таки можно. Для этого понадобятся следующие справочные данные:

показатель требуемого теплосопротивления ограждающих конструкций для данного конкретного региона;
коэффициент теплопроводности выбранной марки утеплителя.

Собственно сам расчет производится по формуле R=p/k, где p — толщина пенопласта, R — показатель теплосопротивления, k — коэффициент теплопроводности. К примеру, для Урала показатель R равен 3,3 м2•°C/Вт. Допустим, для утепления стен выбран материал марки EPS 70 с коэффициентом теплопроводности 0.033 Вт/мК. В этом случае

расчет будет выглядеть следующим образом:

3.3=p/0.033;
p=3.3*0.033=100.

То есть толщина утеплителя для наружных ограждающих конструкций на Урале должна составлять минимум 100 мм. Обычно владельцы домов холодных регионов обшивают стены, потолки и полы двумя слоями пенополистирола на 50 мм. При этом плиты верхнего слоя располагают таким образом, чтобы они перекрывали швы нижнего. Таким образом можно получить максимально эффективное утепление.

Экструдированный пенополистирол

Обычный утеплитель этого типа маркируется буквами EPS. Вторая разновидность материала — экструдированный пенополистирол обозначается буквами XPS. Отличаются такие плиты от обычных, прежде всего, структурой ячейки. Он у них не открытая, а закрытая. Поэтому экструдированный пенополистирол гораздо меньше простого набирает влагу. То есть способен сохранять свои теплоизоляционные качества в полной мере даже под воздействием самых неблагоприятных факторов внешней среды. Коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола в зависимости от марки может составлять 0. 027-0.033 Вт/мК.

Сравнение утеплителей

Таким образом, экструдированный и обычный пенополистирол считаются у владельцев загородных участков едва ли не самыми лучшими видами утеплителя. Ниже представляем вашему вниманию таблицу с коэффициентами теплопроводности других видов изоляторов.

Материал	Коэффициент теплопроводности (Вт/мК)
Минеральная вата	0.045-0.07
Стекловата	0.033-0.05
Керамзит	0.16
Керамзитобетон	0.31
Пенополиуретан	0.02-0.041

Как видите, лучше пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого составляет 0.031-0.033 Вт/мК, стены, потолки и полы можно утеплить только пенополиуретаном. Однако последний стоит очень дорого. К тому же при его нанесении используется специальное конструктивно сложное оборудование. А следовательно, наилучшим вариантом изолятора в плане способности сохранять тепло на данный момент является все же именно пенополистирол.

Автор: Андрей Витальевич Васильев

Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадрат материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем больше способность материала сопротивляться теплопередаче и, следовательно, выше эффективность изоляции. Типичные значения теплопроводности для экструдированного полистирола от 0,025 и 0,040 Вт/м∙K .

Теплоизоляция в основном основана на очень низкой теплопроводности газов. Газы обладают плохими свойствами теплопроводности по сравнению с жидкостями и твердыми телами и, таким образом, являются хорошим изоляционным материалом, если их можно уловить (например, в пенообразной структуре). Воздух и другие газы обычно являются хорошими изоляторами. Но главная польза в отсутствии конвекции. Таким образом, многие изоляционные материалы (например, экструдированный полистирол ) функционируют просто благодаря большому количеству газонаполненные карманы , которые предотвращают крупномасштабную конвекцию .

Материал	м ² ·K/(Вт·дюйм)	футов ² ·°F·ч/(БТЕ·дюйм)	м·К/Вт
Панель с вакуумной изоляцией	7,04 !5,28–8,8	3000 !Р-30–Р-50
Силикатный аэрогель	1,76 !1,76	1000 !R-10
Жесткая панель из полиуретана (вспененный CFC/HCFC) начальный	1,32 !1,23–1,41	0700 !Р-7–Р-8
Жесткая панель из полиуретана (вспененный CFC/HCFC) для возраста 5–10 лет	1. 1 !1.10	0625 !R-6.25
Жесткая панель из полиуретана (вспененный пентан) начальный	1,2 !1,20	0680 !R-6.8
Жесткая панель из полиуретана (вспененный пентан) для возраста 5–10 лет	0,97 !0,97	0550 !Р-5,5
Фольгированная жесткая панель из полиуретана (вспененный пентан)			45-48
Жесткая панель из полиизоцианурата с фольгированным покрытием (вспененный пентан) начальный	1,2 !1,20	0680 !R-6.8	55
Жесткая панель из полиизоцианурата с фольгированным покрытием (вспененный пентан) для возраста 5–10 лет	0,97 !0,97	0550 !Р-5,5
Полиизоциануратная пена для распыления	1,11 !0,76–1,46	0430 !R-4.3–R-8.3
Напыляемый пенополиуретан с закрытыми порами	1,055 !0,97–1,14	0550 !R-5,5–R-6,5
Фенольная пена для распыления	1,04 !0,85–1,23	0480 !R-4. 8–R-7
Утеплитель для одежды Thinsulate	1.01 !1.01	0575 !R-5.75
Карбамидоформальдегидные панели	0,97 !0,88–1,06	0500 !Р-5–Р-6
Пена мочевины	0,924 !0,92	0525 !R-5.25
Экструдированный пенополистирол (XPS) высокой плотности	0,915 !0,88–0,95	0500 !Р-5–Р-5.4	26-40
Пенопласт	0,88 !0,88	0500 !Р-5.00
Жесткая панель из фенола	0,79 !0,70–0,88	0400 !Р-4–Р-5
Карбамидоформальдегидная пена	0,755 !0,70–0,81	0400 !Р-4–Р-4,6
Войлок из стекловолокна высокой плотности	0,755 !0,63–0,88	0360 !R-3.6–R-5
Экструдированный пенополистирол (XPS) низкой плотности	0,725 !0,63–0,82	0360 !R-3. 6–R-4.7
Icynene сыпучий (разливной)	0,7 !0,70	0400 !Р-4
Формованный пенополистирол (EPS) высокой плотности	0,7 !0,70	0420 !R-4.2	22-32
Пена для дома	0,686 !0,69	0390 !R-3.9
Рисовая шелуха	0,5 !0,50	0300 !Р-3.0	24
Войлок из стекловолокна	0,655 !0,55–0,76	0310 !R-3.1–R-4.3
Хлопчатобумажные ваты (утеплитель Blue Jean)	0,65 !0,65	0370 !R-3.7
Формованный пенополистирол (EPS) низкой плотности	0,65 !0,65	0385 !R-3.85
Айсинин спрей	0,63 !0,63	0360 !R-3.6
Распыляемый пенополиуретан с открытыми порами	0,63 !0,63	0360 !R-3.6
Картон	0,61 !0,52–0,7	0300 !Р-3–Р-4
Войлок из каменной и шлаковой ваты	0,6 !0,52–0,68	0300 !Р-3–Р-3,85
Целлюлозный наполнитель	0,595 !0,52–0,67	0300 !Р-3–Р-3,8
Влажный спрей из целлюлозы	0,595 !0,52–0,67	0300 !Р-3–Р-3,8
Каменная и шлаковая вата насыпная	0,545 !0,44–0,65	0250 !R-2,5–R-3,7
Насыпной наполнитель из стекловолокна	0,545 !0,44–0,65	0250 !R-2,5–R-3,7
Вспененный полиэтилен	0,52 !0,52	0300 !Р-3
Цементная пена	0,52 !0,35–0,69	0200 !Р-2–Р-3. 9
Насыпной перлит	0,48 !0,48	0270 !R-2.7
Деревянные панели, такие как обшивка	0,44 !0,44	0250 !Р-2,5	9
Жесткая панель из стекловолокна	0,44 !0,44	0250 !Р-2,5
Насыпной вермикулит	0,4 !0,38–0,42	0213 !R-2.13–R-2.4
Вермикулит	0,375 !0,38	0213 !R-2.13	16-17
Тюк соломы	0,26 !0,26	0145 !R-1.45	16-22
Бумажный бетон		0260 !R-2.6-R-3.2
Мягкая древесина (большинство)	0,25 !0,25	0141 !R-1.41	7,7
Древесная щепа и другие сыпучие изделия из древесины	0,18 !0,18	0100 !R-1
Снег	0,18 !0,18	0100 !R-1
Твердая древесина (большинство)	0,12 !0,12	0071 !R-0,71	5,5
Кирпич	0,03 !0,030	0020 !R-0. 2	1,3-1,8
Стекло	0,024 !0,025	0024 !R-0,14
Залитый бетон	0,014 !0,014	0008 !R-0,08	0,43-0,87

Пробка, вероятно, является одним из старейших изоляционных материалов, используемых в коммерческих целях, а в прошлом она была наиболее широко используемым изоляционным материалом в холодильной промышленности. В настоящее время из-за дефицита пробковых деревьев его цена относительно высока по сравнению с другими изоляционными материалами. Поэтому его применение весьма ограничено, за исключением некоторых фундаментов машин для снижения передачи вибраций. Он доступен в виде вспененных плит или плит, а также в гранулированном виде, его плотность варьируется от 110 до 130 кг/м 3 , а среднее механическое сопротивление составляет 2,2 кг/м 2 . Его можно использовать только до температуры 65 °C. Обладает хорошей теплоизоляционной эффективностью, достаточно устойчив к сжатию и трудно воспламеняется. Его основным техническим ограничением является склонность к поглощению влаги со средней паропроницаемостью 12,5 г см м -2 сут -1 мм рт.ст. -1 . В таблице A и B приведены некоторые типичные характеристики пробки.

Тип	Плотность	Теплопроводность
(кг/м 3 )	(Вт м -1 °С -1 ) / (ккал ч -1 м -1 °С -1 )
Тип I	10-18	0,044/0,038
Тип II	19-30	0,037/0,032
Тип III	31-45	0,034/0,029
Тип IV	46-65	0,033/0,028
Тип V	66-90	0,033/0,028
Тип VI	91	0,036/0,031
Стекловолокно, связанное смолой	64-144	0,036/0,031

Тип	Плотность	Теплопроводность
(кг/м 3 )	(Вт м -1 °С -1 ) / (ккал ч -1 м -1 °С -1 )
Гранулированный сыпучий, сухой	115	0,052/0,0447
Гранулированный	86	0,048/0,041
Расширенная пробковая плита	130	0,04/0,344
Расширенная пробковая доска	150	0,043/0,037
Вспененный, связанный смолами/битумом	100-150	0,043/0,037
Расширенный, связанный смолами/битумом	150-250	0,048/0,041

Саргорстрой

Теплопроводность экструдированного пенопласта: Сравнение пенопласта и экструдированного пенополистирола — «ИзолМаркет»

Теплопроводность и плотность пеноплэкса, сравнение с пенополистиролом ПСБ