Теплопроводность эппс: Теплопроводность пенополистирола разных марок, расчет необходимого слоя

Термоизоляция ПЕНОПЛЭКС®

В 1998 году компания «ПЕНОПЛЭКС» первой в России начала выпуск высококачественной теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС® из экструзионного пенополистирола. С тех пор материал успешно применяется для возведения различных зданий и сооружений.

 

 

Среди объектов Министерства обороны и ВПК страны, строительство которых широко освещается в СМИ, можно отметить применение теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС® для главного храма Минобороны
и зданий парка «Патриот» в Кубинке, а также филиалов парка в Туле и Кронштадте, Московского конструкторского бюро «Космос», производственно-логистического комплекса в Наро-Фоминске, военного городка в Абакане и многих других.

Материал, из которого изготовлены плиты ПЕНОПЛЭКС®, – экструзионный пенополистирол (ЭППС) – считается незаменимым для теплоизоляции цокольных и первых этажей. Подобные
конструкции находятся в условиях повышенной влажности, как минимум, по трем причинам:

1. В большинстве регионов России и стран ближнего зарубежья зима снежная.

В самые холодные дни года цокольная часть здания обычно покрыта слоем снега. От снега влага попадает к утеплителю через стыки в финишном слое или посредством капиллярного всасывания.

2. Таким же образом вода попадает к теплоизоляционному материалу в результате иных природных и антропогенных воздействий: косые дожди, полив газонов, брызги с проезжей части.

3. По капиллярам к строительным конструкциям могут подниматься грунтовые воды, а также влага, попадающая в почву вследствие осадков и подтоплений.

Установлено, что влага существенно ухудшает теплоизоляционные свойства материалов, которые тем выше, чем ниже теплопроводность материала. Для воды при нормальных условиях этот параметр составляет 0,6 Вт/м.К, что на порядок выше, чем у распространенных утеплителей. Очевидно, что попадая в структуру теплоизоляционного материала, влага существенно повышает теплопроводность.

Если рассматривать влияние влаги на широко применяемые в строительстве теплоизоляционные материалы, то мы увидим, что минеральная вата и беспрессовый пенополистирол (в разговорной речи – пенопласт) не подходят для применения в условиях повышенной влажности.

Минвата имеет волокнистую
структуру, поэтому, накапливая влагу, теряет свои теплоизоляционные свойства и становится проводником тепла. У беспрессового пенополистирола структура зернистая, что также приводит к накоплению влаги.

Экструзионный пенополистирол выгодно отличается от упомянутых материалов своей закрытой мелкоячеистой структурой, которая не пропускает влагу. Водопоглощение ЭППС не превышает 0,5% по объему, что можно считать пренебрежимо малой величиной. Материал сохраняет свои теплотехнические характеристики на протяжении всего срока эксплуатации и обеспечивает стабильную теплозащиту. К тому же его теплозащитные свойства выше, чем у минваты и беспрессового пенополистирола. Коэффициент теплопроводности ЭППС не превышает 0,034 Вт/м.К.

Среди прочих преимуществ теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС® следует отметить высокую прочность, экологическую безопасность, биостойкость, длительный срок службы – минимум 50 лет. Применение этого материала повышает надежность и энергоэффективность объекта.  

 

 

 

191014, Санкт-Петербург,
Саперный переулок, 1, литер «А»
Тел.: +7 (812) 329-54-04, +7 (812) 329-54-07
www.penoplex.ru
[email protected]

 

©«Новый оборонный заказ. Стратегии» 
№ 2 (61), 2020 г., Санкт-Петербург

Экструдированный пенополистирол: основные характеристики теплопроводность

Пенополистирол с момента появления успел обрести популярность среди утеплительных материалов, столь высокое его распространение обусловлено превосходными характеристиками. Экструдированный пенополистирол представлен материалом, обладающим равномерной структурой с замкнутыми ячейками с габаритами в пределах 0,1-0,2 мм. Данный теплоизолятор отличается от традиционного пенопласта тем, что имеет более высокие прочностные характеристики и способен претерпевать значительные механические нагрузки.

Экструдированный пенополистирол используется для утепления жилых и не жилых помещений.

 

Характеристики ЭППС

Пенополистирол обладает малой способностью к теплопроводности, коэффициент теплопроводности равен 0,026 Вт/м•°С, что верно при среднем температурном показателе в 10°С. Материал обладает незначительным показателем водопоглощения, что объясняется его низкой капиллярностью. За счет этой особенности почти не изменяется теплопроводность материала, даже если на него воздействует повышенная влажность. Это обстоятельство позволяет использовать экструдированный пенополистирол в процессе утепления цоколей, фундаментов, полов и крыш, исключая необходимость наличия дополнительной гидроизоляции.

Как показывают опыты, поглощать влагу теплоизолятор способен лишь поверхностным слоем, который имеет поврежденные мелкие ячейки, но даже они заполняются влагой чрезвычайно медленно — в течение 10 суток и только при условиях полного погружения.

Сравнительные характеристики пенопласта и экструдированного пенополистирола.

В последующие 30 суток вода проникает в материал на 0,4% его объема.

Рассматривая характеристики пенополистирола, можно выделить еще и незначительный показатель паропроницаемости. Плита теплоизолятора в 20 мм обладает таким же показателем паропроницаемости, как и слой рубероида.

Утеплитель отличает высокая механическая прочность на сжатие. Данная характеристика зависит от толщины и плотности утеплителя. Предел прочности на сжатие ограничен показателем в 0,2-0,35 МПа, что верно при 10% линейной деформации. При статическом изгибе предел прочности ограничен 0,4-0,7 МПа. К составу пенополистирола теперь начали добавлять антипирены, позволяющие производить иные разновидности ЭППС, им свойственна предельно низкая горючесть. Современный вид ЭППС является трудногорючим материалам.

Эксплуатировать его можно при температурном диапазоне -50°С до +75°С, однако при этом не должно происходить вариаций теплотехнических и физических параметров. Материалу свойственно отличное термическое сопротивление, таким образом, после 1000 циклов замораживания и оттаивания этот показатель не изменяется более чем на 5%.

Характеристики материала таковы, что утеплитель биоинертен не способен выступать в качестве благоприятной среды для возникновения и жизнедеятельности грибков и плесени.

Преимущества экструдированного пенополистирола для теплоизоляции фундаментов.

Несмотря на химическое происхождение, ЭППС является экологичным. Ему не свойственно биологическое разложение.

Характеристики пенополистирола позволяют производить легкую его резку с использованием обычного ножа, а установку можно производить при любых погодных условиях. Теплопроводимость материала очень мала, а еще его предпочитают за устойчивость к химическим воздействиям. В качестве исключения выступают органические растворители, каменноугольная смола, бензин, а также безводные кислоты.

ЭППС можно выбрать по плотности и толщине, что зависит от задач, которые должен выполнять материал. Толщина может быть ограничена 30, 40 и 50 мм, тогда как плотность — от 33 до 38 кг/м³.

Вернуться к оглавлению

Плюсы и минусы материала

Среди главных преимуществ экструдированного пенополистирола можно выделить:

• длительный срок эксплуатации;
• простоту при установке;
• влагостойкость;
• прочность на сжатие;
• биологическую инертность;
• экологичность.

Однако у этого материала есть и минусы:

• высокая стоимость в отличие от пенопласта;
• боязнь органических растворителей.

Все недостатки не столь выделяются на фоне положительных характеристик. Даже если рассматривать высокую стоимость, то она оправдывается, ввиду того что материал имеет почти неограниченный срок службы.

Вернуться к оглавлению

Область применения ЭППС

Сравнение необходимого количества утеплителя.

Среди еще одного достоинства материала можно выделить широкую область его применения. Незначительная теплопроводность позволяет использовать его в дорожном строительстве в роли утеплительных оснований. Современные холодильные установки не обходятся без использования этого материала. Кроме того, он активно применяется в процессе реконструкции пучинистых отрезков автомагистралей.

Низкая теплопроводность утеплителя позволяет использовать его в сельском хозяйстве в роли теплоизолятора на фермах.

Распространен ЭППС в области промышленного и гражданского строительства.

Среди новых обширных областей применения ЭППС можно выделить индивидуальное строительство. Особенно перспективное направление — производство сэндвич-панелей. Среди индивидуальных застройщиков этот материал не менее популярен. Например, при монтаже кровли плиты застилаются над гидроизоляцией, что дополнительно защищает ее от повреждений и температурных перепадов. А при проведении реконструкционных работ пенополистирол позволяет снизить затраты. При этом проведение подобного рода процессов допустимо осуществлять, когда теплоизоляционный слой, имеющийся в наличии, пришел в негодность.

Если предполагается производить теплоизоляцию скатной кровли, экструдированный пенополистирол укладывается поверх стропил.

При необходимости утеплить деревянный пол, плиты теплоизолятора должны быть уложены между черновым и чистовым слоями, а фиксацию нужно производить между лагами. Это позволяет обеспечить минимальные потери тепла через пол. Иногда нужно утеплить пол первого этажа. Эффективность ЭППС в этом случае можно повысить, уложив материал в два слоя, сдвигая листы, чтобы перекрыть швы. В этом случае плиты ЭП будут располагаться между гидроизоляционной мембраной и стяжкой. Материал станет гарантировать не только превосходную термозащиту, но еще гидро- и пароизоляцию, что будет исключать проникновение влаги из подполья.

http://ostroymaterialah.ru/youtu.be/ytfrAxuEFDs

ЭППС может быть использован в тандеме с системой теплого пола. Это возможно из-за отличных прочностных характеристик плит. Укладку при этом нужно производить на междуэтажное перекрытие, защищая все это разделительной стяжкой.

Благодаря характеристикам ЭППС может быть применен при обустройстве наружного утеплительного слоя фундамента без использования защиты. Плиты будут выполнять функции даже в тех условиях, которые отличаются давлением грунтовых вод.

http://ostroymaterialah.ru/youtu.be/XA-fyBu_6Fo

ЭППС сравнительно новый материал, постоянно совершенствуемый, что позволяет активно использовать его при строительстве.

Читайте также: Пенополистиролбетонные блоки
Подробнее о производстве пенобетона в домашних условиях
Размеры арболитовых блоков — смотрите здесь.

Теплопроводность пенополистирола

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 пенополистирола  находятся в пределах 0,030 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, пенополистирол ) функционируют просто потому, что имеют много заполненные газом карманы, которые предотвращают крупномасштабную конвекцию .

Чередование газового кармана и твердого материала приводит к тому, что тепло должно передаваться через множество поверхностей, что приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.

 

Ссылки:

Теплопередача:

1. Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
2. Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
3. Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и течения жидкости. Справочник по основам Министерства энергетики США, том 2 из 3, май 2016 г.

Ядерная и реакторная физика:

1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд. , Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
3. WM Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
4. Гласстоун, Сезонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
5. WSC Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
6. Г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
7. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерного реактора, 1988.
8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
9. Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

Advanced Reactor Physics:

1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статистику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г. ), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

Изоляционные материалы

Теплопроводность пенополистирола и пенопласта EVA

Измерительная платформа-2 (MP-2) представляет собой усовершенствованный измеритель с уникальным набором датчиков переходной теплопроводности для различных применений с упором на первичные измерения. Датчики переходной теплопроводности имеют схожие принципы работы. Провод датчика нагревается с использованием источника постоянного тока (q), и повышение температуры регистрируется путем наблюдения за изменением электрического сопротивления провода (THW и EFF) или с помощью устройства для измерения температуры сопротивления (TLS). У образцов с высокой теплопроводностью сопротивление со временем увеличивается медленнее; для образцов с низкой теплопроводностью сопротивление со временем увеличивается быстрее.

Рисунок 1. Измеритель теплопроводности Thermtest MP-2

Измеритель теплопроводности MP-2 выигрывает от удобства и точности, получаемых при использовании первичных методов измерения. Контроллер МП-2 автоматически определяет подключенный датчик и загружает соответствующие параметры тестирования. Измерения легко выполняются с помощью интеллектуального встроенного программного обеспечения и передаются на компьютер с помощью прилагаемой служебной программы Windows.

Датчик THW-S

Рисунок 2. Датчик Thermtest THW-S для использования с переносным расходомером MP-2.

Датчик THW-S — один из многих датчиков, предлагаемых вместе с портативной измерительной платформой Thermtest (MP-2). Этот датчик предлагает простые, но точные измерения изоляции и мягких материалов от 0,01 до 2 Вт/м·К с помощью метода переходного процесса с горячей проволокой. Модель THW-S имеет точность 5 % и воспроизводимость измерений 2 %, что делает его высокоточным и прецизионным инструментом для измерения теплопроводности различных типов образцов.

THW-S имеет настройку обнаружения тока, которая определяет подходящую величину тока для применения на основе тестового измерения. По результатам тестового измерения будет установлен ток, обеспечивающий оптимальное повышение температуры образца во время тестирования.

Теплопроводность пенопласта EPS и EVA

Пенополистирол (EPS) и этиленвинилацетат (EVA) — это типы пеноматериалов, которые широко используются в коммерческих целях. EPS обычно используется в безопасных для пищевых продуктов контейнерах и в качестве строительной изоляции, в то время как EVA в основном известен своим использованием в ремесленных пенопластах и ​​спортивном оборудовании. Обе эти пены обладают одинаковыми изоляционными свойствами, каждая из них имеет R-значение около 4/дюйм. Значение R — это мера энергоэффективности материала, основанная на его сопротивлении тепловому потоку на единицу площади.