Теплопроводность пенопласт: Теплопроводность пенопласта – точные данные

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.

Поделиться с друзьями:

ТЕПЛОПРОВІДНІСТЬ І ЩІЛЬНІСТЬ ПІНОПЛАСТУ. Статті компанії «ПроЛеса»

Пінопласт вважається найбільш ефективним будівельним матеріалом, використовуваним для утеплення будівель всередині і зовні. Причиною широкої поширеності в будівництві спіненого полістиролу або ППС є відмінні звуко – та теплоізоляційні властивості, щільність пінопласту.

Вартість пінополістирольних плит значно нижче, ніж на інші утеплювачі. Використання плит з пінополістиролу в будівництві супроводжує скорочення експлуатаційних витрат на опалення або охолодження комерційних або житлових приміщень у десятки разів.

Існує кілька точок зору, пов’язаних з поняттям щільності. Одиницею виміру даного параметра є кілограм на метр в кубі. Ця величина обчислюється з відношення ваги до об’єму. Не можна зі стовідсотковою точністю визначити якісні характеристики пінополістиролу, пов’язані з його щільністю. Навіть вага утеплювача не впливає на його здатність до збереження тепла.ьзоваться пінопластом ПСБ-С-35?

Пінопласт вважається найбільш ефективним будівельним матеріалом, використовуваним для утеплення будівель всередині і зовні. Причиною широкої поширеності в будівництві спіненого полістиролу або ППС є відмінні звуко – та теплоізоляційні властивості, щільність пінопласту.

 

Пінопласт – це матеріал для утеплення, який володіє хорошими звуко – і теплоізоляційними характеристиками.

Вартість пінополістирольних плит значно нижче, ніж на інші утеплювачі. Використання плит з пінополістиролу в будівництві супроводжує скорочення експлуатаційних витрат на опалення або охолодження комерційних або житлових приміщень у десятки разів.

Існує кілька точок зору, пов’язаних з поняттям щільності. Одиницею виміру даного параметра є кілограм на метр в кубі. Ця величина обчислюється з відношення ваги до об’єму. Не можна зі стовідсотковою точністю визначити якісні характеристики пінополістиролу, пов’язані з його щільністю. Навіть вага утеплювача не впливає на його здатність до збереження тепла.

Замислюючись над питанням покупки утеплювача, покупці завжди цікавляться його щільністю. На основі цих даних можна судити про міцність матеріалу, його вагу і теплопровідності. Значення щільності пінопласту завжди відносяться до певного діапазону.

В процесі виробництва плит з пінополістиролу виробник визначає собівартість продукції. Виходячи з формули визначення щільності, вага утеплювача буде впливати на дану величину. Чим більше вага матеріалу, тим він щільніше, тому його вартість вище. Це пов’язано з тим, що полістирол, як сировину для плит теплоізолятора, грає важливу роль. Він становить близько 80% від загальної собівартості готової продукції.

Як зміна теплопровідності пінопласту впливає на його щільність?

Будь теплоізоляційний матеріал містить повітря, що знаходиться в порах. Покращений показник теплопровідності залежить від кількості атмосферного повітря, що міститься в матеріалі. Чим його більше, тим менший коефіцієнт теплопровідності. Виробництво пінопласту здійснюється з кульок пінополістиролу, що містять повітря.

Звідси можна зробити висновок, що щільність пінополістиролу не впливає на його теплопровідність. Якщо ця величина змінюється, то зміни теплопровідності відбуваються в межах процентних часток. Стовідсоткове вміст повітря в утеплювачі пов’язано з його високою теплозберігаючою здатністю, так як для повітря найбільш характерний низький коефіцієнт теплопровідності.

За рахунок низької теплопровідності утеплювача забезпечується висока ступінь енергозбереження. Якщо порівнювати пінопласт з цеглою, то їх енергозберігаюча здатність буде істотно відрізнятися, оскільки 12 см товщини теплоізолятора відповідає 210 см потужності стіни з цегли або 45-сантиметрової дерев’яної стіни.

Коефіцієнт теплопровідності пінопласту, виражений у цифровому значенні, належить інтервалу 0.037 Вт/мК – 0.043 Вт/мК. Дане значення можна порівняти з показником теплопровідності повітря, рівним 0.027 Вт/мК.

Якої щільності використовувати пінопласт?

Випускаються такі основні види пінополістиролу, що відрізняються по своїй щільності та іншим характеристикам:

1. ПСБ-С-15, щільність пінопласту до 15 кг/куб. м.
2. ПСБ-С-25, від 15 кг/куб. м до 25 кг/куб. м.
3. ПСБ-С-35, від 25 кг/куб. м до 35 кг/куб. м.
4. ПСБ-С-50, від 35 кг/куб. м до 50 кг/куб. м.

Позначення марок плит становить буквено-цифровий код. Наприклад, ПСБ розшифровується як безпресовим полістирол. Цифри вказують на значення верхньої межі щільності. Буква “С” у назві коду ПСБ-С розшифровується як самозатухаючий.

Властивості теплоізолятора ПСБ-С-15 і його застосування

Плити пінополістиролу ПСБ-С-15 дозволяють створювати ненагружаемую теплоізоляцію. Це пов’язано з відсутністю навантажень на утеплювач, теплопровідність і щільність яких становить не більше 15 кг/куб. м.

Серед пінополістиролу ціни на ПСБ-С-15 є найбільш доступними. Основними властивостями утеплювача марки ПСБ-С-15 виділяють наступні:

1. Величина міцності на стиск ПСБ-С-15 становить 10% деформації >0.05 МПа.
2. Значення межі міцності при вигині >0.07 МПа.
3. Теплопровідність марки ПСБ-С-15 становить не більше 0.042 Вт/мК.
4. Водопоглинання за 24 години повинно бути не більш 3% від загального обсягу.

Інша незаперечна перевага, якою володіє пінополістирол ПСБ-С-15, пов’язане з його низькою деформування, зручною укладанням, економічністю. Пінопласт ПСБС-15 широко застосовують з метою теплоізоляції побутівок, контейнерів, вагонів та інших конструкцій, що використовуються в будівництві.

Як застосовувати утеплювач ПСБ-С-25?

Щільність пінопласту розраховується за аналогією з визначенням щільності цегли. Якщо один куб пінопласту має щільність 25, то його маса дорівнює 25 кг. Міцність на стиск і вигин пінопласту залежить від його щільності. Марка пінопласту і його щільність – це зовсім різні характеристики. Так, у залежності від марки пінопласту, наприклад, СПБ-С25 або СПБ-С50, характеристика щільності коливається в інтервалі 15-25 або 35-50.

Наприклад, пінопласт ПСБ-С-15 можна використовувати, щоб утеплювати їм фасади будинків. Даний тип утеплювача в будівництві практично не використовується. Він застосовується в конструкціях, що прилягають до споруд. Це можуть бути веранди або відкриті балкони, виконують декоративну функцію. З допомогою пінопласту даного виду створюють фігури для фасадів, що дозволяє:

• обрамляти вікна, кути будинку;
• розділити поверхи з допомогою карниза.

Пінопласт щільністю 25 використовують, щоб утеплити фасад будинку. За стандарт приймають пінопласт, який має товщину 5 див. Такий вид утеплювача використовується для багатьох цілей. Його товщина змінюється, що залежить від переваг замовника.

Пінопласт найбільшої товщини застосовують з метою утеплення стін, що піддаються впливу мас атмосферного повітря. Їм можна ізолювати стіни, що перешкоджає утворенню грибка.

Як користуватися пінопластом ПСБ-С35?

З метою ідеального вирівнювання стін можна змінити товщину пінополістирольної плити. Зловживати розміром товщини матеріалу не слід, оскільки це викличе певні труднощі з закріпленням системи водовідливів на кутах будови.

Перед вибором утеплювача необхідної товщини слід подивитися, яка кількість запасу від газової труби є, оскільки її не можна закривати категорично, так як це порушить естетику виду будови. У цьому випадку важливо правильно визначитися з покупкою пінопласту ПСБ-С-35 товщиною 5 см, ніж видом матеріалу щільністю 25 при товщині 10 див. Хоча їх ціни практично не відрізняються.

Утеплювачем щільністю 35 можна ізолювати фасади будівель, відкоси вікон і дверей. Він має ціну в два рази більше, ніж матеріал з полістиролу щільністю 25. Останнім можна утепляти гаражі та нежитлові конструкції, якщо його товщина дорівнює 5 см При товщині такого утеплювача в 7 см його можна застосовувати при теплоізоляції житлових приміщень.

За рахунок нормального рівня щільності теплоізолятор можна використовувати з найменшою товщиною, що не пов’язано з погіршенням якості утеплення. Якщо теплоізолятор з пінополістиролу є більш твердим, то за допомогою нього можна ідеально проводити утеплення підвальних приміщень, стін і фундаментів.

Якщо пінополістирол зберігався довгий час поза приміщення, то її структура могла зазнати змін через атмосферних опадів та сонячного випромінювання. Плити стають жовтими, а їх корисні властивості зникають.

Теплопроводность пенополиуретана

Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадратный участок 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 пенополиуретанов находятся между 0,022 и 0,035 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, пенополиуретан ) функционируют просто благодаря большому количеству газонаполненные 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 США, термодинамики, теплопередачи и потока 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., Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (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 Stacey, 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

Определение изоляции FOAMGLAS® для гарантированных тепловых характеристик

Теплоизоляция должна обеспечивать надежную и стабильную работу даже в сложных условиях. Однако многие типы изоляции со временем теряют свои характеристики, что влияет на эффективность и эксплуатационные расходы здания или промышленного объекта, в котором установлена ​​изоляция.

Долгосрочные тепловые характеристики изоляции

Со временем строительные изоляционные материалы могут потерять свои тепловые характеристики. Утеплитель может деформироваться под нагрузкой и не сохранять форму. Он может поглощать влагу и пар.

Структура изоляционных материалов также влияет на их долговечность. Теплоэффективный газ внутри ячеек изоляции из жесткого полиизоцианурата (PIR) постепенно вытекает со временем; поэтому стабильные тепловые характеристики не могут быть гарантированы.

Любая из этих проблем влияет на надлежащее функционирование системы изоляции; наиболее распространенным является накопление влаги, приводящее к непостоянным тепловым характеристикам.

Все это приводит к риску некомфортного и нездорового климата в помещении, более высокому потреблению энергии и счетам за электроэнергию. В долгосрочной перспективе возможны затраты и неудобства, связанные с ремонтом или заменой изоляции.

 

Тепловые характеристики изоляции в промышленности

Некоторые промышленные процессы требуют строгого контроля температуры и поэтому полагаются на надежную и стабильную теплоизоляцию. Например, жидкость в резервуарах для хранения не должна замерзать или затвердевать. В экстремальных случаях плохой контроль температуры в чувствительных приложениях может вызвать чрезмерное испарение и привести к опасным уровням давления в резервуаре для хранения.

 

Проверка долговечности изоляции FOAMGLAS®

Исследование, проведенное в 2017 году мюнхенским исследовательским центром Forschungsinstitut für Wärmeschutz (FIW), показало, что изоляция FOAMGLAS® сохраняет свою теплопроводность (коэффициент лямбда) после почти 50 лет установки на плоской крыше.

FOAMGLAS® предлагает лучшую изоляцию из ячеистого стекла. Наш продукт T3+ имеет теплопроводность 0,036 Вт/мК, что обычно эквивалентно характеристикам, обеспечиваемым изоляцией из минеральной ваты.

Изоляция из ячеистого стекла состоит из миллионов стеклянных ячеек. Каждая стеклянная ячейка отделена от другой, она герметична, что делает ее водонепроницаемой и паронепроницаемой изоляцией. Ячейки сохраняют форму, выдерживают высокие сжимающие нагрузки, изоляция не деформируется. Исключается потеря тепловых характеристик; FOAMGLAS® с полной уверенностью используется в строительстве и промышленности.

Существует изоляционный продукт FOAMGLAS® для всех применений вокруг всей оболочки здания, от фундамента до крыш. Он предназначен для широкого спектра применений, включая школы, больницы и автомобильные парковки на крышах, а также в сложных условиях, таких как плавательные бассейны, прачечные и профессиональные кухни. Во всех приложениях тепловой КПД; и, следовательно, энергоэффективность остаются неизменными на протяжении всего срока службы здания.

Использование изоляции FOAMGLAS® для повышения эффективности промышленных процессов

В промышленном секторе изоляция FOAMGLAS® является предпочтительным материалом для холодных и криогенных применений в нефтехимической и нефтегазовой отраслях. Долгосрочная тепловая эффективность изоляции FOAMGLAS®, в том числе в экстремальных условиях, приводит к короткому сроку окупаемости и обеспечивает эффективную работу установок за счет лучшего контроля процесса.

Доказано, что изоляция

FOAMGLAS® сохраняет свой уровень тепловых характеристик в течение многих лет. Во время работ по техническому обслуживанию или реконструкции здания существующая изоляция FOAMGLAS® может оставаться на месте.

Если требуются дополнительные теплоизоляционные характеристики, можно легко наложить еще один слой изоляции FOAMGLAS® на существующую изоляцию. Для промышленного применения изоляция FOAMGLAS® работает в очень широком диапазоне температур от -269°C до +482°C.