Эппс теплопроводность: Теплопроводность пенополистирола разных марок, расчет необходимого слоя

Содержание

Экструдированный пенополистирол: основные характеристики теплопроводность

Оглавление:

  • Характеристики ЭППС
  • Плюсы и минусы материала
  • Область применения ЭППС

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.

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.

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.

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.

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.

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

Другие статьи

Экструдированный пенополистирол технические характеристики

В этом разделе мы будем собирать всю техническую информацию, чтобы лучше понять, как применять экструдированный пенополистирол. Технические характеристики внесут существенную ясность. Сначала мы ответим на вопросы, касающиеся основных показателей, а по мере поступления информации по опыту использования тех или иных марок будем добавлять детали и нюансы. Также можно познакомиться с характеристиками похожего материала — Пенополистирол технические характеристики. Это аналогичный, похожий по типу утеплитель, но имеющий другую технологическую схему производства и структуру.

Что влияет на теплопроводность экструдированного пенополистирола?

Для любого утеплителя плотность напрямую влияет на теплопроводность. Экструдированный пенополистирол также не является исключением. Плотность отражает содержание воздуха в материалах, и чем она выше, тем ниже коэффициент теплопроводности.

В случае полистирола повышение плотности с 10 до 35 кг/куб. м понижает его теплопроводность с 0,044 до 0,032 Вт/м*К.

Чтобы облегчить расчёты при проектировании, некоторые производители теплоизоляции дополнительно вводят графит в экструзионный пенополистирол. Теплопроводность пенополистирола разной плотности при этом выравнивается до единого показателя в 0,032. Именно поэтому, когда потребитель покупает материал, ему нет необходимости уточнять теплопроводность экструдированного пенополистирола различной плотности.

Почему размеры экструдированного пенополистирола разные?

Размеры экструдированного пенополистирола могут различаться у разных производителей. Кроме того, существуют специфические виды плит, имеющих специальное назначение. Посмотрим какие варианты габаритов предлагает один из поставщиков, к примеру Пеноплэкс (другие примеры для сравнения лучше посмотреть в разделе Экструзионный пенополистирол). Он выпускает экструдированный пенополистирол, размеры листа которого в основном равны 1200х600 мм.

Но бывают и исключения.

Так, плиты для дорожных работ и кровли производят размером 600х2400 мм. Для таких конструкций принципиальна минимизация стыков, поэтому нужен как можно более габаритный пенополистирол экструдированный. Характеристики и толщина плит так же имеют специфику, к примеру последняя варьируется от 20 до 150 мм. Мощные блоки для дорожного строительства делают размером 600х3000 мм и толщиной до 1 м. Для трубопроводов предусмотрен утеплитель из отдельных сегментов округлой формы длиной 2400 мм и диаметром от 60 до 1430 мм.

Какая у ЭПП горючесть?

Так ставить вопрос не совсем корректно, потому что бывает разный по огнестойкости экструдированный пенополистирол. Горючесть плит ЭПП, например, ещё недавно относили к классу Г1 (слабо горючий), но затем, несмотря на то, что антипирены значительно повысили стойкость к огню, ГОСТы были пересмотрены и ЭПП отнесён к классам Г3 (нормально горючий) и Г4 (сильно горючий).

И как утверждают производители, при горении ЭПП, как и дерево, выделяет только угарный и углекислый газы.

Тем не менее любой экструзионный пенополистирол, технические характеристики при этом не важны, имеет ограничение на использование — температура, превышающая 75оС не должна достигать плит. Поэтому эта теплоизоляция не может применяться для утепления бань, саун и других нагреваемых помещений, горячих трубопроводов, промышленного оборудования и пр. Для кровель предусмотрен утеплитель повышенной огнестойкости. Подробнее об огнестойкости отдельных марок читайте на странице Экструдированный пенополистирол.

Какой плотности ЭПП лучше выбрать?

Выбор зависит от того, для каких целей вы приобретаете экструдированный пенополистирол. Плотность влияет на теплопроводность, и чтобы не ошибиться, лучше ориентироваться на функциональное назначение той или иной марки. Никакой дополнительной ценности утеплитель с большим весом не несёт, только увеличивает нагрузку на несущую конструкцию.

Долго ли прослужит ЭПП?

Срок службы экструдированного пенополистирола значительно выше, чем у пенопласта, и составляет порядка 80-100 лет. Для сильно нагружаемых конструкций некоторые производители указывают срок службы в 50 лет, против 10 у пенопласта.

Какие недостатки есть у ЭПП?

Как и любой материал недостатки так же имеет и пенополистирол экструдированный. Характеристики его сейчас очень разнообразные, соответственно различаются свойства и возможности, но для всех марок можно выделить общие слабые места:

  • разрушается при соприкосновении со сложными углеводородами, такими как растворители, так же от материалов на растворителях, любых мастик на растворителях, соприкосновение с жидкими составами на растворителях губительно для него;
  • горючесть, которая немного компенсируется способностью самозатухания;
  • низкая стойкость к ультрафиолетовым лучам, т. е. утеплитель не стоит использовать в открытом виде;
  • применение при температуре не выше 75оС.

Понравился материал статьи? Расскажите о нём:

Похожие статьи и вопросы

Пенополистирол технические характеристики Правильно выбрать пенополистирол и получить от него максимальную энергоэффективность поможет информация о технических параметрах. Коэффициенты теплопроводности и диапазон показателей плотности, что такое самозатухающий пенополистирол и насколько он безопасен, какие дома можно утеплять с помощью ПСБ, а какие нельзя Читать далее

Все статьи этой тематики

Чем экструдированный пенополистирол лучше пенопласта

Итак, вам предстоят работы по утеплению конструкций дома. Возможно, вы уже изучили вопрос и знаете, что из полимера полистирола делают эффективные теплосберегающие материалы. В частном и малоэтажном строительстве массово используют две вида теплоизоляторов: пенопласт, или вспененный полистирол, и экструдированный пенополистирол. Мы поможем сравнить эти утеплители и расскажем, чем руководствоваться при выборе конкретного варианта.

Пенопласт – вспененный полимер. Гранулы полистирола «вспенивают» под давлением, чтобы они увеличились в объеме в 20-50 раз. Полученные гранулы сушат и стабилизируют, после чего спекают их при высокой температуре в специальных формах. Блоки пенопласта разрезают нагретыми нитями на плиты с заданными габаритами. Требования к материалу устанавливает государственный стандарт – ГОСТ 15588-2014.

Плотность пенопласта в 50 раз ниже, чем плотность воды, а показатель теплопроводности равен примерно 0,037 Вт/м*К. Это означает, что слой пенопласта толщиной всего 12 мм сохранит тепло так же, как слой дерева толщиной 45 мм или слой кирпича 80 мм. По показателю теплопроводности пенопласт обгоняет и минеральную вату, и натуральные утеплители – дерево и опилки, и ячеистые бетоны.

Преимущества пенопласта:

  • Пенопласт – самый дешевый синтетический утеплитель
  • Вес материала невысок – максимальная плотность 50 кг/м3, это позволит избежать лишней нагрузки на конструкцию
  • Пенопласт легко режется, с ним легко работать на площадке
  • Материал не боится воды
  • Пенопласт отлично сохраняет тепло
  • Материал устойчив к воздействию некоторых химических соединений – спиртов, алифатических углеводородов и простых эфиров

Недостатки пенопласта:

  • При контакте с водой сам материал не гниет и не портится, однако гранулы распадаются и все теплоизоляционные свойства улетучиваются
  • Стоит выбирать такой пенопласт, в составе которого есть антипирены. Антипирены – специальные добавки, которые снижают горючесть
  • Материал паронепроницаем, и в тех помещениях, где требуется улучшенная вентиляция из-за влажности, его применять не стоит
  • Пенопласт легко растворяется при контакте с ароматическими и хлорированными углеводородами, сложными эфирами, ацетоном
  • Материал не слишком прочен, легко крошится и ломается

Срок службы этого утеплителя, как заявляют производители, составляет от 20 до 50 лет. Однако на самом деле все зависит от условий эксплуатации, и реальный срок, скорее до 15-20 лет.

Альтернатива пенопласту – утеплитель из экструдированного пенополистирола. Материал – технологически улучшенная версия традиционного пенопласта. В процессе производства гранулы также вспениваются, но поступают в формы, где материал сушится и «вылеживается», под высоким давлением. К гранулам кроме вспенивающего вещества добавляют присадки-модификаторы, которые помогают улучшить свойства продукта. Технология экструзии позволяет создать замкнутые ячейки, которые так плотно примыкают друг к другу, что материал практически не поглощает воду.

Плюсы экструдированного пенополистирола:

  • Теплопроводность колеблется в диапазоне от 0,031 до 0,043 Вт/м*K, а значит, материал крайне эффективно сберегает тепло
  • Экструдированный пенополистирол практически не впитывает влагу. Коэффициент влагопоглощения в соответствии с ГОСТ 17177-94 – не более 0,4% от общего объема за 30 суток
  • Устойчивость к механическим деформациям: материал прочен, а потому им можно утеплять перекрытия и полы чердаков
  • Диапазон рабочих температур от -50 до +70 С
  • Устойчивость к строительным и бытовым химикатам: мылу, соде, битуму, цементу, гипсу и асфальту
  • Уровень шума извне можно снизить с помощью экструдированного пенополистирола примерно на 30-35 дБ

У материала есть и недостатки: во-первых, низкая паропроницаемость, поэтому влажность из помещения отвести будет сложно. Во-вторых, экструдированный пенополистирол чувствителен к ультрафиолету, а это значит, что его не стоит использовать там, где есть прямые солнечные лучи. Кроме того, утеплитель разрушается под действием растворителей для красок – плиты стоит оградить от контакта с этими веществами. Наконец, такой пенополистирол горюч.

Срок службы материала по данным производителей – 50 лет. Пока это уникальный срок, которым не может похвастаться ни один теплоизоляционный материал. Правда, на практике мы узнаем об этом еще через несколько десятилетий.

Получается, что по ряду параметров экструдированный пенополистирол превосходит обычный пенопласт. Теплопроводность пенопласта немного хуже, но в целом оба материала отлично справляются с задачей сохранения тепла в доме.

Экструдированный пенополистирол гораздо лучше защищен от влаги, и, даже намокнув, не распадется на мелкие частицы. А значит, будет независимо от дождей, снега и движения грунтовых вод выполнять свою работу. Кроме того, пенопласт гораздо легче повредить при падении или сломать. Под неравномерным давлением он раскрошится, чего не произойдет с экструдированной версией. Срок службы экструдированного пенополистирола выглядит гораздо привлекательнее.

Если вы планируете утеплить фундамент и цоколь, стоит остановиться на экструдированном пенополистироле. Он может использоваться в качестве несъемной опалубки, когда вы будете возводить основание дома. Диапазон температур позволяет материалу эффективно работать и зимой, и летом. Главное же здесь – защита от влаги, которая проникает через облицовку и нарушает теплоизоляцию из менее устойчивых материалов. К тому же во время подготовки к монтажу опалубки и бетонных работ хрупкий и ломкий пенопласт можно повредить.

Производители предлагают специальные материалы и даже комплексные решения именно для фундамента. Например, вы можете купить плиты из экструдированного пенополистирола Пеноплэкс Фундамент. Материал имеет повышенную прочность – 270 кПа.

Если вы планируете утеплить фасад, экструдированный пенополистирол также будет лучшим выбором. Причины те же – лучшая защищенность от воды и устойчивость к механическим повреждениям.

Универсальный вариант – утеплитель Технониколь Carbon Eco. Его выпускают в разных вариантах толщины, он не набухает, не гниет и не дает усадки.

Если вы утепляете перекрытия между этажами или пол на чердаке – и здесь экструдированный пенополистирол даст фору пенопласту по прочности.

Когда речь идет о теплоизоляции кровель, которые сильно нагреваются летом, стоит обратить внимание на другие типы утеплителей – например, минеральную вату. Утеплители из полистирола при нагревании выделяют токсины, а при экстремальном длительном нагревании и разрушаются.

Если вам нужно обустроить теплоизоляцию бани или сауны – помещения с повышенной влажностью, помните, что утеплители из пенополистирола не пропускают пар. На стенах и потолке появятся грибок и плесень, а воздух внутри вскоре станет затхлым. Именно поэтому не рекомендуем утеплять дом изнутри или использовать эти теплоизоляторы для межкомнатных перегородок. К тому же есть риск того, что в воздух будут выделяться остаточные токсичные пары.

Стоит упомянуть еще об одном важном отличии экструдированного пенополистирола и пенопласта – это цена. Обычный пенопласт в несколько раз дешевле своего продвинутого родственника. Это даже с учетом того, что слой пенопласта, сопоставимый по теплопроводности со слоем экструдированного полистирола, будет в 1,5 раза толще.

Тем не менее, вспомним о сроке службы этих материалов и напомним избитую истину: скупой платит дважды. Пенопласт изнашивается и разрушается гораздо быстрее, а дом не может обойтись без теплозащиты. Если вас не пугает перспектива вечной стройки и обновления, да еще и хочется сэкономить – пенопласт отлично подойдет. Во всех остальных случаях вы обязательно подберете подходящую вам альтернативу.

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.

Полная информация об экструдированном пенополистироле

Пенополистирол экструдированный что это такое? Экструзионный (экструдированный) пенополистирол – синтетический материал для теплоизоляции, разработанный американской строительной компанией в 50-е годы ХХ века. Изготавливается с применением технологии вспенивания, в составе используются полимерные композиции. Материал продавливается через специальную форму и соединяется в цельный элемент.

Выпускается в форме плит, подложки. Встречается на рынке как декоративный элемент. Стандартный размер плит составляет 600х1200 или 600х2400 мм. Стандартные размеры установлены ГОСТами, но многие компании изменяют размеры, делая пластины другой ширины. Распространен размер 580 мм. Толщина элементов варьируется от 20 мм до 10 см, в зависимости от производителя.

В торговые точки материал завозится упаковками по несколько элементов. Количество единиц в одной упаковке зависит от толщины изделий. Например, если толщина плит составляет 5 см, упаковка содержит обычно 8 единиц товара. При толщине 10 см упаковывается 4 пластины.

Дополнительная информация: возможен выпуск пеноплистирола в качестве напольного покрытия. Современный рынок предлагает материалы под ламинат, паркет, линолеум. Возможно изготовление на основе материала декоративных элементов. Выглядят они в точности как из гипса.

Достоинства и недостатки

Как и любой другой материал, экструдированный пенополистирол обладает достоинствами и некоторыми недостатками. До приобретения и использования стоит с ними ознакомиться.

Достоинства экструдированного пенополистирола:

  • Поглощение влаги в пределах 0,2%. Этот показатель означает практически полную водонепроницаемость.
  • Минимальный показатель теплопроводности. При стандартной температуре 25оС составляет около 0,032 Вт/м*К. Если сравнивать проводимость тепла, по показателям получается следующее: 55 см кирпича равняется 3 см пенополистирола.
  • Хорошо выдерживает деформацию. Использовать можно для кладки под отмостку, закладывать после фундамента.
  • Не вступает в реакцию с неорганическими химическими реагентами.
  • Выдерживает значительные перепады температур, показатели не меняются при температуре воздуха от -50 до +75оС.
  • По документации, использовать материал можно в течение не менее полувека. За это время характеристики не изменятся.
  • Экологически чистое вещество. Используется не только как утеплитель, а, например, для производства легких одноразовых тарелок или других видов дешевой посуды. Из него производятся детские игрушки.
  • Имеет минимальный вес. Небольшой толщины достаточно для хорошего утепления.

Кроме многочисленных положительных характеристик, можно выделить некоторые недостатки:

  • сравнение с другими видами утеплителей показывает, что цена материала высокая;
  • сильная горючесть. В процессе горения выделяются вредные вещества, черный дым;
  • под воздействием ИК лучей разрушается. Для сохранения эксплуатационных характеристик необходимо спрятать от прямых солнечных лучей;
  • производители заверяют, что внутри утеплителя не заводятся грызуны. Действительно, они не живут внутри, но часто проделывают каналы для передвижения;
  • растворители разрушают структуру.

Кроме перечисленных недостатков, к ним можно добавить низкую проницаемость пара. Иногда это плюс, но если утеплять деревянный дом, возможно возникновение грибков, плесени. Как результат, появляется неприятный запах в жилище, постоянно ощущается сырость.

Область применения

Экструдированный серый пенополистирол имеет широкую область применения. Преимущественно используется для утеплительных работ. Ограничивается сфера использования только температурными показателями (не выше 75оС). Материал можно укладывать во влажных местах, в землю.

Обычно сфера использования ограничивается только финансовыми возможностями. Дороговизна делает нецелесообразным применение во многих местах. В местах, где отсутствует необходимость высоких технических характеристик, вместо ППС используется обычный пенопласт, отзывы про который тоже положительные, чтобы сэкономить средства.

Используется для утепления:

  • бетонных или деревянных полов;
  • стен внутри помещения или снаружи здания. Совместим с любым материалом;
  • колодцев. Нередко бетонные кольца покрываются материалом для дополнительной защиты;
  • отмостки;
  • поверхности земли. Чтобы не произошло разрушение структуры, наносится краска. Даже тонкий слой не допустит порчи состава.

Кроме перечисленных сфер, материал применяется в дорожном строительстве. Входит в состав многих холодильных установок, как экструзия утеплитель. Используется в сельском хозяйстве. Пенополистиролом утепляют кровли, подземные этажи. Одно из перспективных направлений – производство сэндвич панелей.

Технические характеристики экструдированного пенополистирола

Материал обладает одними из самых высоких технических характеристик на рынке товаров для утепления. У любого газа теплопроводность намного ниже, чем у твердых тел. Для воздуха показатель составляет 0,026 Вт/м*оС. Экструдированный пенополистирол является воздушной смесью примерно на 90%. Обладает теплопроводностью в 0,03 Вт/м*оС. Почти как воздух, а значит, тепло удерживается идеально.

Материал выпускают с различными показателями плотности. Производители предлагают от 25 до 47 кг/м3. Чем выше цифра, тем большая прочность. По мере повышения плотности, прочность увеличивается от 20000 до 50000 кг/м2.

Вода впитывается пенополистиролом плохо. Примерно за месяц одна плитка способна впитать около 0,4% собственного объема, если погрузить ее полностью в воду. Дальше процент впитанной жидкости не увеличивается, а останавливается. Паропроницаемость минимальная. Составляет 0,0128 Мг/(м*ч*Па). Часто компании, специализирующиеся на выполнении ремонтных работ, предлагают не использовать пароизоляцию, ограничившись использованием только полистирола.

Утеплитель способен выдержать температуру в пределах от -50 до +75оС. Его использование возможно почти в любом климате. Горючесть высокая, класс изменяется в зависимости от добавления дополнительных веществ, от Г1 до Г4.

В некоторых моделях проделана специальная выемка по краям. Сделана для повышения плотности прилегания плит за счет изоляции швов. Данное нововведение не дает образовываться прослойкам холода между элементами, обеспечивая полное сохранение тепла.

С пенополистиролом были проведены испытания. Смысл их – многократное замораживание, размораживание мокрой плитки. Определено опытным путем, что без изменения технических характеристик материал выдерживает 80 циклов. Для пользователей эта информация полезна: примерно столько лет способен выдержать состав при эксплуатации.

Дополнительная информация: по сравнению с пенопластом, пенополистирол выигрывает по сохранению тепла примерно в 2 раза. Повышена прочность, уменьшена толщина. По сравнению с другими утеплителями, звукопроницаемость не очень высокая. Компенсируется недостаток простотой укладки. Для здоровья полностью безопасен.

Правила выбора материала

Спрос на пенополистирол высокий, увеличивается ежегодно. Чтобы утеплитель прослужил как можно дольше, выполнял без сбоев все требуемые функции, необходимо правильно совершить покупку. Каждый производитель утверждает, что его изделие – самое лучшее на рынке, но это не всегда правда.

Правила выбора:

  • Обозначается полистирол двумя цифрами. Если маркировка ниже индекса 28, стоит отказаться от покупки. Проверка обязательна, некоторые марки изделия не подходят для фасадных работ, не справятся с утеплением дома. Выбирать материал с индексом 40 и выше. Неплохо зарекомендовала себя марка ПСБ-С-40, самозатухающий состав.
  • Перед покупкой посмотреть стандарты, на основе которых осуществлялось производство. Многие изготовители выполняют плиты не по ГОСТам, а собственным техническим условиям. Возможен некачественный товар. Обычно понижается плотность, за счет чего снижается себестоимость. Не стоит ориентироваться на число марки, обязательно ознакомиться с характеристиками.
  • Чтобы убедиться в высоком качестве продукции, можно отломить небольшой кусочек от края. Если на месте излома будут заметны небольшие шарики, пенополистирол, вероятно, низкосортный. На изломе должны быть многогранники правильной формы. Отломленный кусочек ровный. Тест показывает метод производства: экструзия, выполненная на профессиональном оборудовании, или кустарный способ, как у простого пенопласта.
  • Приобретать товар у зарекомендовавших себя производителей. Таковыми являются «Penoplex» УРСА, Кнауф и «Технониколь» – русские. «Басф» или «Новахимикалс» – зарубежные.

Не стоит забывать, что производство пенополистирола – сложный технологический процесс. Методы производства отличаются у многих производителей. Некоторые безопасны, другие способны нанести вред здоровью человека.

Марки производителя

Каждая марка производитель пенополистирола отличается от конкурентов некоторыми особенностями. Чтобы разобраться в многообразии предлагаемого выбора, стоит рассмотреть изделия каждого производителя подробней.

Кнауф

Производитель из Германии. Производство представлено многочисленными вариантами пеноплистирола.

Используются утеплители:

  • Knauf Therm Compack. Универсальный, используется для любого вида бытовой теплоизоляции. Имеет низкий коэффициент теплопроводности 0.032 Вт/мк, высокие звукоизоляционные свойства. Индекс снижения воздушного шума 47 Дб, ударный шум гасится, если показатель не превышает 24 Дб. Благодаря показателям хорошо подходит для утепления небольших помещений.

Может быть интересно

Теплоизоляция

Как утеплить крышу изнутри и не наделать ошибок?

Теплоизоляция

Кровля и водосток: правила обогрева

Теплоизоляция

Утеплённая шведская плита: за и против

Теплоизоляция

Пеноизол: самостоятельное изготовление

Поставляется плитами длиной 1х0,6 м. толщина 5 см. Паропроницаемость 0,033 мг/мчПа

  • Knauf Therm Roof Light. Плотность низкая, 10–15 кг/м³. используется для удержания тепла на стропильных каркасах домов. Характеристики: проводимость тепла 0,034 Вт/мк, проводимость пара – 0,035 Вт/мк.
  • Knauf Therm Wall – для утепления стен. Показатели совпадают с прошлыми конструкциями, отличается повышенная механическая прочность. 60 кПа – показатель устойчивости на сжатие. Выбор размеров плит широкий. Теплопроводность: 0,033 Вт/мк, паропроводность: 0,032 мг/мчПа. Г3 – класс горючести.

Имеются модели Knauf Therm Flor, подходящая для изоляции полов, с низкой теплопроводностью 0,03 Вт/мк и Knauf Therm 5 in 1. Последняя выделяется максимальной прочностью среди всех моделей компании. Выдерживает до 17 т/м2.

УРСА

Производитель пенополистирола УРСА из России представляет несколько вариантов изделий.

Модель/ХарактеристикиURSA XPS N-IIIURSA XPS N-III-G4URSA XPS N-V
Теплопроводность0,032 Вт/мК0,032 Вт/мК0,033 Вт/мК
Температура примененияот -50 до +75от -50 до +75от -50 до +75
Водопоглощение0,3% от объема за 24 часа0,3% от объема за 24 часа0,3% от объема за 24 часа
Коэффициент паропроницаемости0,004 мг/мчПа0,004 мг/мчПа0,004 мг/мчПа
Прочность на сжатие25 т/м²25 т/м²50 т/м²

От других производителей изделия отличаются повышенными показателями прочности. Материал незаменим для профессионального строительства. Один из наиболее прочных вариантов, выдерживающий значительные нагрузки.

Пеноплэкс

Отечественный производитель пенополистирола. Обладает широким модельным рядом. Плиты можно использовать для различных вариантов утепления.

Выделяют следующие виды изделий:

  • Пеноплекс Стена
ХарактеристикиЗначение
Теплопроводность0,03 Вт/(м×°К)
Плотность25,0-32,0 кг/м³
Прочность на сжатие0,20 МПа
Водопоглощение0,5%
ОгнестойкостьГ3
Диапазон температур-50 … +75 °С
  • Пеноплекс Фундамент
ХарактеристикиЗначение
Теплопроводность0,03 Вт/(м×°К)
Плотность29,0-33,0 кг/м³
Прочность на сжатие0,27 МПа
Водопоглощение0,5%
ОгнестойкостьГ4
Диапазон температур-50 … +75 °С
  • Пеноплекс Кровля
ХарактеристикиЗначение
Теплопроводность0,03 Вт/(м×°К)
Плотность28,0-33,0 кг/м³
Прочность на сжатие0,25 МПа
Водопоглощение0,5%
ОгнестойкостьГ3
Диапазон температур-50 … +75 °С
  • Пеноплекс Комфорт
ХарактеристикиЗначение
Теплопроводность0,03 Вт/(м×°К)
Плотность25,0-35,0 кг/м³
Прочность на сжатие0,20 МПа
Водопоглощение0,5%
ОгнестойкостьГ4
Диапазон температур-50 … +75 °С
  • Пеноплекс 45
ХарактеристикиЗначение
Теплопроводность0,03 Вт/(м×°К)
Плотность35,0-47,0 кг/м³
Прочность на сжатие0,5 МПа
Водопоглощение0,4%
ОгнестойкостьГ4
Диапазон температур-50 … +75 °С
Технониколь

Считается лидером в области утеплительных материалов. С каждым годом объем выпускаемой продукции стремительно увеличивался. Сейчас утеплители стоят немного дороже, чем у конкурентов на российском рынке, но качество товара самое высокое. Специализируется на выпуске многочисленных наименований различных утеплителей. Пенополистирол представлен несколькими моделями.

Характеристики/МодельТехноплексCarbon EcoXPS 35-300Prof
Теплопроводность0,032 Вт/мк0,029 Вт/мк0,028 Вт/мк0,028 Вт/мк
Плотностьот 26 до 35 кг/м³26-32 кг/м³35 кг/м³30 кг/м³
Прочность на сжатие200 кПа250 кПа400 Кпа300 кПа
Водопоглощение0.2%0.2%0.2%0.2%
ОгнестойкостьГ4Г4Г4Г4
Диапазон температур-50 … +75 °С-50 … +75 °С-50 … +75 °С-50 … +75 °С
Паропроницаемость0,01 мг/мчПа0,011 мг/мчПа0,01 мг/мчПа0,01 мг/мчПа

Часто задаваемые вопросы

– Что лучше под стяжку керамзит или пенополистирол?

Коэффициент теплопроводности керамзита в среднем 0,12, а пеноплэкса 0,03 Вт/м*С. Т.е. почти на порядок. Таким образом, для обеспечения требуемой теплоизоляции полов засыпка кермазита будет намного толще, чем уложить листы пеноплэкса и им подобным. И как следствие, вся конструкция полов с керамзитом будет много толще, чем конструкция полов с пеноплэксом.

– Пенополиуретан или пенополистирол что лучше?

Проведя сравнительный анализ обоих утеплителей, можно сказать следующее: пенополиуретан обладает более высокими характеристиками по шумоизоляции, влагостойкости, термостойкости. Имеет более высокий класс пожаробезопасности. Однако теплопроводность его на порядок ниже.

Учитывая, что речь идет о выборе материала для утепления, пенополистирол будет лучшим. Хотя, если учитывать опыт пользователей, нет необходимости использовать материал с настолько высокими показателями, как у полистирола. Потому предпочтение при покупке стоит отдать пенополиуретану.

– Вреден ли для здоровья человека пенополистирол?

Нет, материал полностью безопасен при использовании. Единственный момент – при горении выделяется едкий дым.

– Какие поверхности нельзя утеплять пенополистиролом?

Нельзя утеплять поверхности, температура которых превышает указанные пределы: -50 … +75 °С. Еще одно ограничение: в деревянных домах, где требуется хорошая пароизоляция, материал применять нежелательно. Возможно образование плесени, грибка между стеной и утеплителем. Из дома не будет выходить влажный воздух. В помещении будет постоянная высокая влажность.

Что такое экструдированный пенополистирол? Универсальный утеплитель. Считается одним из современных образцов материалов данного класса. При его использовании стоит соблюдать установленные температурные нормативы и другие важные требования. Если утепление ЭППС выполнено правильно, производители дают гарантию на срок службы полистирола не менее 50 лет.

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:

  1. 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…
  • СНиП 23-02 Расчетные теплотехнические показатели полимерных строительных материалов и изделий, теплоемкость, теплопроводность и теплоусвоение в зависимости от плотности и влажности, паропроницаемость.

    Пенополистиролы, пенополиуретаны, пенопласты,…

    ГОСТы, СНиПы

    Карта сайта TehTab.ru

    Поиск по сайту TehTab.ru

    Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница / / Техническая информация/ / Материалы – свойства, обозначения/ / Строительные материалы. Физические, механические и теплотехнические свойства. / / СНиП 23-02 Расчетные теплотехнические показатели полимерных строительных материалов и изделий, теплоемкость, теплопроводность и теплоусвоение в зависимости от плотности и влажности, паропроницаемость. Пенополистиролы, пенополиуретаны, пенопласты,…

    Расчетные теплотехнические показатели полимерных строительных материалов и изделий, теплоемкость, теплопроводность и теплоусвоение в зависимости от плотности и влажности, паропроницаемость.
    Пенополистиролы, пенополиуретаны, пенопласты, перлитопластбетоны, перлитофосфогелевые изделия, вспененные синтетические каучуки. СНиП 23-02

    Материал

    Характеристики материалов в сухом состоянии

    Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации по СНиП 23-02)

    плот-
    ность,
    кг/м3

    удель-
    ная тепло-
    емкость, кДж/(кг°С)

    коэфф-
    ициент теплопро-
    водности,
    Вт/(м°С)

    массового отношения влаги в материале, %

    теплопро-
    водности,
    Вт/(м°С)

    тепло-
    усвоения
    (при периоде
    24 ч), Вт/(м2°С)

    паропро-
    ницаемости,
    мг/(мчПа)

    А

    Б

    А

    Б

    А

    Б

    А, Б

    Пенополистирол 150 1. 34 0.05 1 5 0.052 0.06 0.89 0.99 0.05
    Пенополистирол 100 1.34 0.041 2 10 0.041 0.052 0.65 0.82 0.05
    Пенополистирол (ГОСТ 15588) 40 1.34 0.037 2 10 0.041 0.05 0.41 0.49 0.05
    Пенополистирол ОАО “СП Радослав” 18 1.34 0.042 2 10 0.042 0.043 0.28 0.32 0.02
    Пенополистирол ОАО “СП Радослав” 24 1. 34 0.04 2 10 0.04 0.041 0.32 0.36 0.02
    Экструдированный пенополистирол Стиродур 2500С 25 1.34 0.029 2 10 0.031 0.031 0.28 0.31 0.013
    Экструдированный пенополистирол Стиродур 2800С 28 1.34 0.029 2 10 0.031 0.031 0.3 0.33 0.013
    Экструдированный пенополистирол Стиродур 3035С 33 1.34 0.029 2 10 0.031 0.031 0.32 0.36 0.013
    Экструдированный пенополистирол Стиродур 4000С 35 1. 34 0.03 2 10 0.031 0.031 0.34 0.37 0.005
    Экструдированный пенополистирол Стиродур 5000С 45 1.34 0.03 2 10 0.031 0.031 0.38 0.42 0.005
    Пенополистирол Стиропор PS15 15 1.34 0.039 2 10 0.04 0.044 0.25 0.29 0.035
    Пенополистирол Стиропор PS20 20 1.34 0.037 2 10 0.038 0.042 0.28 0.33 0.03
    Пенополистирол Стиропор PS30 30 1. 34 0.035 2 10 0.036 0.04 0.33 0.39 0.03
    Экструдированный пенополистирол “Стайрофоам” 28 1.45 0.029 2 10 0.03 0.031 0.31 0.34 0.006
    Экструдированный пенополистирол “Руфмат” 32 1.45 0.028 2 10 0.029 0.029 0.32 0.36 0.006
    Экструдированный пенополистирол “Руфмат А” 32 1.45 0.03 2 10 0.032 0.032 0.34 0.37 0.006
    Экструдированный пенополистирол “Флурмат 500” 38 1. 45 0.027 2 10 0.028 0.028 0.34 0.38 0.006
    Экструдированный пенополистирол “Флурмат 500А” 38 1.45 0.03 2 10 0.032 0.032 0.37 0.41 0.006
    Экструдированный пенополистирол “Флурмат 200” 25 1.45 0.028 2 10 0.029 0.029 0.28 0.31 0.006
    Экструдированный пенополистирол “Флурмат 200А” 25 1.45 0.029 2 10 0.031 0.031 0.29 0.32
    Пенопласт ПХВ-1 и ПВ1 125 1. 26 0.052 2 10 0.06 0.064 0.86 0.99 0.23
    Пенопласт ПХВ-1 и ПВ1 100 1.26 0.041 2 10 0.05 0.052 0.68 0.8 0.23
    Пенополиуретан 80 1.47 0.041 2 5 0.05 0.05 0.67 0.7 0.05
    Пенополиуретан 60 1.47 0.035 2 5 0.041 0.041 0.53 0.55 0.05
    Пенополиуретан 40 1.47 0.029 2 5 0. 04 0.04 0.4 0.42 0.05
    Плиты из резольно-фенолфор- мальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916) 90 1.68 0.045 5 20 0.053 0.073 0.81 1.1 0.15
    Плиты из резольно-фенолфор- мальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916) 80 1.68 0.044 5 20 0.051 0.071 0.75 1.02 0.23
    Плиты из резольно-фенолфор- мальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916) 50 1.68 0.041 5 20 0.045 0.064 0.56 0.77 0.23
    Перлитопластбетон 200 1. 05 0.041 2 3 0.052 0.06 0.93 1.01 0.008
    Перлитопластбетон 100 1.05 0.035 2 3 0.041 0.05 0.58 0.66 0.008
    Перлитофосфогелевые изделия 300 1.05 0.076 3 12 0.08 0.12 1.43 2.02 0.2
    Перлитофосфогелевые изделия 200 1.05 0.064 3 12 0.07 0.09 1.1 1.43
    Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука “Аэрофлекс” 80 1. 806 0.034 5 15 0.04 0.054 0.65 0.71 0.003
    Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука “К флекс” ЕС 70 1.806 0.039 0 0 0.039 0.039 0.6 0.6 0.01
    Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука “К флекс” ST 70 1.806 0.039 0 0 0.039 0.039 0.6 0.6 0.009
    Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука “К флекс” ЕСО 73 1.806 0.041 0 0 0.041 0. 041 0.65 0.65 0.01
    Экструзионный пенополистирол “Пеноплэкс”, тип 35 35 1.65 0.028 2 3 0.029 0.03 0.36 0.37 0.018
    Экструзионный пенополистирол “Пеноплэкс”, тип 45 45 1.53 0.03 2 3 0.031 0.032 0.4 0.42 0.015

    Дополнительная информация от TehTab.ru:


    Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.

    TehTab.ru

    Реклама, сотрудничество: [email protected] ru

    Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

    Таблица теплопроводности изоляционного материала

    Связанные ресурсы: теплопередача

    Таблица теплопроводности изоляционного материала

    Технология теплопередачи

    Таблица теплопроводности различных изоляционных материалов (Типичные значения являются приблизительными, основанными на среднем значении доступных результатов. Диапазоны отмечены знаком «–».

    Материал м 2 ·K/(Вт·дюйм) фут 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 !R-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), возраст 5–10 лет 0,97 !0,97 0550 !R-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
    Полистирольная плита 0,88 !0,88 0500 !R-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 !R-3.0 24
    Войлок из стекловолокна 0,655 !0,55–0,76 0310 !R-3.1–R-4.3
    Хлопчатобумажная вата (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
    Наполнитель из целлюлозы 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
    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 !R-2.5 9
    Жесткая панель из стекловолокна 0,44 !0,44 0250 !R-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
    Паперкрет   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 !Р-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

    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.

    ТАБЛИЦА A
    Значения теплопроводности и плотности при 0 °C стекловолоконной изоляции

    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

    Источник : Подготовлено авторами на основе данных Мельгарехо, 19 лет. 95.

    ТАБЛИЦА B
    Значения теплопроводности и плотности пробковой изоляции при 20-25 °C

    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 плита

    150

    0,043/0,037

    Расширенный, связанный смолами/битумом

    100-150

    0,043/0,037

    Расширенный, связанный смолами/битумом

    150-250

    0,048/0,041

    Источник : Подготовлено авторами на основе данных Melgarejo, 1995.

    Связанные ресурсы:

    • Теплопроводность обычных металлов и сплавов
    • Преобразование теплопроводности
    • Расчет многослойного цилиндра с установившейся проводимостью
    • Потери тепла из голой и изолированной трубы
    • Потери тепла из трубы снаружи
    • Калькулятор тепловых потерь в трубе
    • Уравнение тепловых потерь в изолированных трубах и калькулятор

     

    Исследование тепловых характеристик раствора на цементной основе с добавлением гранул пенополистирола

    1 Введение

    Утилизация отходов и создание энергоэффективных зданий — это важнейшие задачи, стоящие сегодня перед миром, учитывая их экологические и социально-экономические последствия. Включение отходов в ограждающие конструкции зданий может решить обе проблемы одновременно. Исследователи много сообщали об использовании промышленных, био- и бытовых отходов в качестве добавок к обычным строительным материалам (цемент, глина и т. д.) (Raut et al., 2011; Zhang et al., 2018; Jami et al. , 2019; Horma et al., 2022). Результаты показали, что добавки отходов действительно могут улучшить свойства строительных элементов. Строительная отрасль играет решающую роль в климатическом кризисе, потребляя около одной трети мировой энергии и вызывая огромные объемы выбросов CO2 (IEA, 2019).). Следовательно, улучшение тепловых свойств является наиболее желательным результатом включения отходов, что положительно повлияет на эксплуатационные характеристики зданий и пассивно сэкономит значительную часть энергии.

    Пенополистирол (EPS) представляет собой твердый белый пенопласт, изготовленный из предварительно вспененных гранул EPS. Отличные теплоизоляционные и легкие свойства сделали пенополистирол основным материалом в упаковочной и строительной отраслях. Это один из крупнейших товарных полимеров, производимых в мире: более 10 миллионов метрических тонн в год (Tiseo, 2021). Однако большинство развивающихся стран избегают использования пенополистирола в зданиях из-за его дополнительных затрат. Более того, пенополистирол из упаковки предназначен в основном для целей одноразового использования, что приводит к огромному количеству отходов после утилизации (Geyer et al., 2017). Несмотря на то, что пенополистирол подлежит вторичной переработке, высокая стоимость и сложная логистика, необходимая для оборудования для уплотнения пенополистирола, означают, что большинство стран не могут позволить себе или внедрить этот метод переработки (Waring, 2018). Тем не менее, использование отходов пенополистирола в качестве добавки к строительным материалам является простым, дешевым и позволяет пассивно экономить энергию на протяжении всего жизненного цикла зданий (50 лет).

    Судя по литературным данным, большинство исследований по включению пенополистирола в различные вяжущие показали сходную эволюцию свойств. Основное влияние пенополистирола на обычные строительные вяжущие заключается в снижении теплопроводности, плотности и прочности на сжатие (Шахин и Караман, 2012 г.; Феррандис-Мас и др. , 2014 г.; Хорма и др., 2020 г.; Мааруфи и др., 2021). Несмотря на то, что прочность на сжатие снижается с увеличением содержания пенополистирола, композиты, содержащие высокие объемные доли пенополистирола (например, соотношение цемента и пенополистирола 2:3), остаются в пределах приемлемого диапазона для применения в строительных растворах. Брас и др. (Brás et al., 2013) изучали разницу между пенополистирольным раствором и пробковым раствором, поскольку они заметили, что пенополистирол не влияет на удобоукладываемость растворной пасты так сильно, как материалы на биологической основе (пробка), что связано с водоудерживающая способность последних. Кроме того, пенополистирол показал более высокую прочность на сжатие по сравнению с пробковым раствором. Принимая во внимание, что оба материала улучшают теплопроводность композита. Кроме того, Феррандес и соавт. (Ferrández et al., 2022) обсудили применение панелей, изготовленных из отходов пенополистирола и гипса, в качестве части внутренней оболочки здания. Они обнаружили, что использование изолирующих заполнителей (EPS) привело к улучшению влаготермических свойств, а именно теплопроводности и капиллярности водопоглощения, оба из которых уменьшились с введением EPS. Кроме того, несмотря на ожидаемое снижение прочности на изгиб и сжатие, гипсовые плиты EPS по-прежнему рекомендуются для внутренней отделки зданий. Кроме того, важно также отметить, что EPS имеет относительно высокое звукопоглощение. Патрисия и др. (2022) (Bergmann Becker et al. (2022)) обнаружили, что раствор, содержащий заполнители пенополистирола с размерами, подобными нашему, показал лучшие акустические характеристики из нескольких изоляционных материалов (аэрогель, пенополистирол и вермикулит) во время исследования легких растворов для покрытия.

    В данной работе представлены разработка и теплофизические и механические характеристики композита для экологически чистых конструкций. Исследование тепловых свойств проводилось с использованием двух методов: переходного плоского источника (TPS) и метода вспышки. Водопоглощение и прочность на сжатие были исследованы, чтобы убедиться, что изученный пенополистирол отвечает стандартным требованиям для возможных конструкционных или изоляционных применений. Наконец, чтобы проиллюстрировать влияние интеграции этого материала в ограждающие конструкции, было проведено тепловое моделирование с использованием программного обеспечения Energy-plus. Цементно-пенополистироловый раствор CEP был представлен вместо обычного раствора в качестве неконструкционного материала, что в зависимости от численных результатов показывает, как этот новый материал влияет на характеристики здания.

    2 МАТЕРИАЛЫ И ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ

    2.1 Пенополистирол

    EPS, использованный в этом исследовании, был собран из отходов упаковки электроники (телевизор, бытовая техника и т. д.). Его плотность составляет около 20 кг/м 3 , что находится в пределах нормального диапазона плотности 11–32 кг/м 3 (Zwiebel, 1973). Мотивом использования отходов пенополистирола, помимо разработки зеленого строительного материала, является утилизация этого небиоразлагаемого материала, который может нанести вред окружающей среде.

    2.2 Вяжущее

    Цемент C35 от HolcimLafarge™ использовался в данной работе в качестве основного вяжущего. Этот цемент соответствует европейским стандартам (Lafarge Holcim Maroc, 2013) и был выбран, поскольку он является основным типом, используемым для неструктурных строительных растворов, что соответствует цели нашего исследования.

    Перед изучением включения пенополистирола в цементное вяжущее в цемент добавляли 4% гипса по массе. Эта процедура помогает контролировать время схватывания цемента (Li et al., 2019), что улучшает его удобоукладываемость. Кроме того, это добавление также незначительно улучшает тепловые свойства, как показано в исследовании (Horma et al., 2020), где добавление гипса снижает теплопроводность и температуропроводность.

    2.3 Процесс подготовки

    Сначала отходы упаковки из пенополистирола вручную соскребали в шарики из пенополистирола размером от 1 до 3 мм. Затем к цементу добавляли различные весовые доли заполнителей пенополистирола (0,2, 0,4 и 0,6) и перемешивали всухую для достижения однородного распределения. Затем для приготовления вяжущего использовали 0,5 соотношения воды и вяжущего. Наконец, различные смеси цемент-EPS (CEP) были сформованы в цилиндрические и блочные формы, как указано ниже:

    – Цилиндрический (d = 40 мм, h = 80 мм) для испытаний на водопоглощение и сжатие.

    – Цилиндрический (d = 50 мм, h = 20 мм) для метода горячего диска.

    – Блок (30 × 150 × 150 мм 3 ) для метода флэш-памяти.

    Где d и h относятся соответственно к диаметру и высоте образцов. В таблице 1 представлены подготовительные смеси для каждого из изготовленных образцов, а конечный продукт можно увидеть на рисунке 1. В других исследованиях пенополистирол рассматривался как объемная доля вяжущего, поэтому для целей сравнения в Таблица 1.

    ТАБЛИЦА 1 . Смешайте пропорции и размеры исследуемых экземпляров.

    РИСУНОК 1 . Цементно-пенополистироловые (CEP) композиты.

    3 Методы

    3.1 Метод горячего диска

    HDM является одним из наиболее популярных методов TPS (переходный плоский источник), используемых для определения тепловых свойств твердых тел, жидкостей и порошков. Этот метод выделяется среди других быстротой измерения, гибкостью датчика TPS и, что более важно, возможностью одновременного измерения нескольких тепловых свойств, в основном теплопроводности, температуропроводности и объемной удельной теплоемкости. Датчик горячего диска состоит из двух никелевых спиралей, обернутых тонким слоем каптона в качестве изолятора, и может одновременно действовать как термозонд и источник нагрева. Теоретическая основа, а также основные уравнения метода горячего диска подробно описаны в (Gustafsson (19).91), Mihiretie et al. (2017)) (Густафссон; Михиретие и др.).

    Процесс измерения состоит из следующих простых шагов:

    • Размещение каптонового датчика диаметром 6,403 мм между двумя плоскими идентичными образцами с приложением давления, чтобы избежать воздушных зазоров, как показано в левом нижнем углу Рисунка 2.

    • Питание и нагрев время, используемое в этой работе, колеблется от 50 до 100 мВт и 40–80 с соответственно.

    • Начинайте испытания с интервалом 7–12 минут между каждым измерением для обеспечения термостабильности.

    РИСУНОК 2 . Настройка метода горячего диска.

    На рис. 2 представлены различные элементы этого метода. Концепция, по которой работает этот метод, основана на регистрации зависящей от времени тепловой реакции образцов с помощью двойного спирального датчика после их нагрева постоянным электрическим током. Затем на основе зарегистрированного повышения температуры определяются свойства теплопереноса. Наконец, программное обеспечение термического анализатора горячего диска версии 7.3 интерпретирует численные результаты и отображает тепловые свойства.

    3.2 Мгновенный метод

    Целью использования этого метода вдоль ГДМ является наблюдение за термической реакцией исследуемого материала при интенсивном кратковременном температурном воздействии, а также сравнение результатов обоих методов.

    Этот тест был выполнен с использованием второй коробки ячейки EI702, разработанной Menguy et al. (Menguy et al. (1986)) в качестве метода термической характеристики, позволяющего измерять теплопроводность в первом ящике и температуропроводность во втором, как показано на рисунке 3. Метод вспышки основан на регистрации повышения температуры верхней стороны образца в зависимости от времени за период времени (25–30 мин) после нагревания нижней стороны с помощью лампы накаливания мощностью 1000 Вт в течение 8 с. Три оценочных значения температуропроводности рассчитываются с использованием следующих уравнений согласно Degiovanni et al. (Деджованни и Лоран (1986)):

    α1=e2t5/62 (1,150 t5/6−1,250 t2/3)α2=e2t5/62 (0,761 t5/6−1,926 t1/2)α3=e2t5/62 (0,618 t5/6−0,862 t1/3)(1)

    Где t i ( i : 1/3; 1/2; 2/3; 5/6) – характерное время i , когда температура достигает i максимальной температуры, e – толщина образца. Затем получают температуропроводность исследуемого образца путем усреднения трех найденных значений.

    α=13∑n=13αn(2)

    РИСУНОК 3 . Настройка флеш-метода.

    3.3 Водопоглощение

    WA=mвлажн. mсух.сух.×100(3)

    Водопоглощение ( WA ) является решающим свойством, определяющим долговечность и жизнеспособность строительных материалов. В этом исследовании изучалось водопоглощение образцов CEP с использованием метода полного погружения. Цилиндрические образцы погружают в воду на 24 ч, чтобы записать их влажную массу м влажную , затем их сухую массу м сухой отмечается еще через 24 ч в духовке при 70 С°. Основываясь на значениях массы образцов во влажном и сухом состоянии, водопоглощение можно рассчитать напрямую по следующему уравнению:

    3.4 Прочность на сжатие

    Наиболее важным механическим свойством строительных материалов является сопротивление сжатию (R c ), так как он оценивает возможные инженерные применения исследуемого материала. Поэтому испытания на прочность при сжатии образцов с лучшими характеристиками (CEP6) и эталонного образца (CEP0) проводились с использованием устройства Testwell. Машина выполняет уплотнение автоматически со скоростью 0,5 мм/мин с максимальной мощностью 20 кН. Испытание состоит в приложении возрастающей вертикальной силы к плоской поверхности цилиндрических образцов до разрушения, как показано на рис. 4. Это испытание направлено на определение того, насколько подходит композит CEP6 в качестве строительного раствора, а также на изучение его потенциального использования в конструкционных применениях.

    Rc=F/A(4)

    РИСУНОК 4 . Испытание на прочность при сжатии (A) и разрушение CEP6 (B) .

    4 Результаты и обсуждение

    4.1 Плотность

    Легкие строительные материалы имеют значительные экономические и экологические преимущества по сравнению с более тяжелыми альтернативами, поскольку они сокращают трудозатраты, использование сырья, расход транспортного топлива и связанные с этим выбросы парниковых газов. Плотность нашего раствора CEP представлена ​​на рисунке 5. Можно заметить, что увеличение количества добавок EPS приводит к снижению плотности из-за низкой массы EPS по сравнению со связующим. Уменьшение плотности композита равномерно линейно с почти идеальной корреляцией ( Р 2 = 0,99). Общее снижение плотности при добавлении 0,6 мас. % пенополистирола составляет более трети (36 %) плотности исходного образца (CEP0).

    РИСУНОК 5 . Плотность в зависимости от содержания гранул пенополистирола.

    Эти результаты соответствуют литературным данным, поскольку более высокое содержание пенополистирола приводит к снижению плотности композитов. Предыдущие работы с ППС в основном изучали включение ППС с очень высоким содержанием (>80 об.%), что объясняет обнаруженный низкий диапазон плотности (600–200 кг/м 9 ).0024 3 ) (Zhang et al., 2019; Maaroufi et al., 2021). Однако в этом исследовании исследуется относительно небольшой процент добавок пенополистирола, поэтому плотность нашего последнего образца выше по сравнению с ним (1030 кг/м 3 ). Это также означает, что наши композиты CEP прочнее из-за меньшего количества пенополистирола и более высокой плотности.

    4.2 Термические свойства

    cp=λ/αρ(5)

    Эта работа в основном посвящена энергоэффективным аспектам разработанного материала CEP. Таким образом, теплотранспортные свойства являются наиболее важными характеристиками. Кроме того, при термической характеристике CEP использовались два разных метода для проверки точности результатов теплового испытания. Метод горячего диска использовался для измерения теплопроводности, температуропроводности и удельной объемной теплоемкости, в то время как удельная теплоемкость была выведена с использованием следующего уравнения:

    В таблице 2 показаны тепловые свойства композитов CEP, полученные в результате усреднения трех измерений HDM, а также их соответствующие стандартные отклонения.

    ТАБЛИЦА 2 . Тепловые свойства композитов CEP.

    Экспериментальные результаты показали, что добавки EPS значительно улучшают общие тепловые характеристики CEP-композитов, как показано на рис. 6. Наиболее заметным эффектом является повышение теплоизоляционных свойств материала, так как теплопроводность 54 % снижения для CEP6 по сравнению с CEP0. Температуропроводность снижается на 13 %, что может привести к увеличению времени задержки композитов CEP. В то время как для удельной теплоемкости результат указывает на увеличение при первом добавлении пенополистирола на 0,2 мас.%, линейное снижение наблюдается при более высоком содержании пенополистирола. Этот тип вариации можно увидеть в других исследованиях, где после первого введения изоляционного материала (конопли) удельная теплоемкость увеличивается, а затем снижается при более высоком содержании добавки (Charai et al., 2021).

    РИСУНОК 6 . Изменение термических свойств для увеличения содержания пенополистирола.

    Тепловые свойства композитов CEP согласуются с предыдущими исследованиями. Мааруфи и др. (Maaroufi et al. (2021)) изучали введение шариков пенополистирола примерно на 170% от объема связующего, что привело к снижению теплопроводности на 60%. Феррандис и др. (Ferrándiz-Mas et al. (2014)) работали над добавлением отходов пенополистирола в виде измельченного и порошкообразного и обнаружили, что добавление 60 об.% содержания пенополистирола в матрицу на основе цемента также зависит от морфологии, поскольку теплопроводность уменьшается при 60% для измельченного пенополистирола, в то время как для порошкового пенополистирола наблюдается снижение только на 47%.

    Результаты измерений плотности и теплопроводности убедительно свидетельствуют о том, что добавление гранул пенополистирола в цементные матрицы может привести к разработке легких энергоэффективных строительных компонентов.

    Термограмма на рис. 7 показывает повышение температуры верхней поверхности CEP6 и эталонного образца (CEP0). Это наглядно показывает, что введение ППС в раствор снижает коэффициент температуропроводности, так как время достижения максимальной температуры от возбуждения лампой накаливания значительно уменьшается для КЭП6 (1250 с) по сравнению с КЭП0 (1,09 с). 0 с). Это также указывает на улучшение тепловой инерции композита CEP6. Эти результаты свидетельствуют о том, что включение CEP6 в ограждающие конструкции зданий может улучшить тепловой комфорт жильцов не только в качестве теплоизоляционного материала, но и в жаркую погоду за счет увеличения теплового запаздывания. На основе уравнений (Zhang et al., 2018) и (Raut et al., 2011) значения температуропроводности для эталонного образца и образца CEP6 были выведены из времени, необходимого для достижения 1/3, 1/2, 2 /3 и 5/6 от максимального повышения температуры, показанного в таблице 3, которая показала небольшое снижение от CEP0 до CEP6, что согласуется с результатами метода горячего диска. Следует отметить, что добавление гипса в вяжущее также влияет на тепловые свойства, как видно из предыдущей работы (Horma et al., 2020). В качестве цементно-гипсовых смесей теплопроводность и температуропроводность ниже на 17 и 14% соответственно по сравнению с обычным портландцементом.

    РИСУНОК 7 . Сравнение термограмм CEP6 и эталонных композитов.

    ТАБЛИЦА 3 . Температуропроводность CEP6 и эталонного образца.

    4.3 Водопоглощение

    Водопоглощение является ключевым фактором, указывающим на долговечность строительных материалов, а также на их изоляционную способность, учитывая, что поглощение воды отрицательно влияет на теплоизоляционные свойства композита. Экспериментальные результаты, представленные на Фигуре 8, показывают, что увеличение содержания пенополистирола до 0,4% масс. приводит к снижению водопоглощения примерно на 1,2%. Однако при добавлении от 0,4 до 0,6 мас.% пенополистирола можно наблюдать незначительное изменение. В целом добавление около 60 об.% пенополистирола привело к снижению водопоглощения, что можно объяснить гидрофобной природой пенополистирола. Более того, эти результаты убедительно подтверждают предыдущие выводы, поскольку Zhang et al. (Чжан и др. (2019 г.))) показали, что водопоглощение снижается при увеличении количества включений гранул пенополистирола, а затем увеличивается при добавлении 82 об. % и выше. Кроме того, Tittarelli et al. (Tittarelli et al. (2016)) также продемонстрировали, что увеличение дозировки пенополистирола в растворе приводит к снижению капиллярного водопоглощения. Тем не менее, должны быть проведены строгие физические испытания строительного раствора CEP, чтобы его можно было рассматривать для применения на промышленном уровне.

    РИСУНОК 8 . Водопоглощение в зависимости от содержания пенополистирола.

    4.4 Прочность на сжатие

    Из литературы следует, что более высокое содержание пенополистирола приводит к механически более слабым композитам, что, очевидно, связано с низкой прочностью на сжатие шариков пенополистирола (Maaroufi et al., 2021). Однако в большинстве исследований включения пенополистирола в цементную матрицу использовались высокие объемные отношения добавки, близкие к соотношению 2:1 для порций пенополистирола/цементной смеси. Следовательно, это указывает на то, что композиты CEP в этой работе должны иметь значительно лучшую прочность, так как объемное соотношение, используемое для EPS/цемент, не превышает 2:3. Чтобы подтвердить это первоначальное предположение, были проведены испытания на сжатие для CEP6 и CEP0, как описано в разделе метод. Результаты эксперимента представлены на рисунке 9., демонстрируя ожидаемое снижение Rc из-за добавления 0,6 мас.% пенополистирола. Тем не менее, сжатия 14-дневных образцов, в которых раствор имеет 80–90% своей полной прочности, было достаточно для достижения удовлетворительной прочности. Прочность на сжатие снизилась с 15,61 до 4,74 МПа из-за содержания 0,6 % масс. пенополистирола, что соответствует снижению на 69%. Кроме того, следует отметить, что стандартная ошибка значительно ниже для CEP6, что предполагает более высокую точность полученного свойства. Следовательно, исходя из измеренных механических и тепловых характеристик, CEP6 определенно может использоваться для конструкционных и изоляционных применений в соответствии с классификациями RILEM (Rc > 3,5 МПа; λ < 0,3 Вт/мК) (Рилем, 1978). Более того, Лю и соавт. (Liu and Chen (2014)) показали, что добавление пенополистирола приводит к образованию трещиностойких композитов с медленным разрушением при высоких нагрузках, поскольку чем выше содержание пенополистирола, тем лучше пластическая деформация. В процессе эксперимента было замечено подобное поведение, поскольку композиту CEP6 потребовалось почти вдвое больше времени, чем CEP0, чтобы достичь отказа.

    РИСУНОК 9 . Прочность на сжатие CEP6 и эталонных образцов.

    5 Моделирование тепловых характеристик

    Этот раздел направлен на определение потенциального энергетического воздействия композита CEP6 в качестве обычной замены строительного раствора в обычных ограждающих конструкциях. Таким образом, в данном моделировании наш композит действует, как и раствор, как ненесущий элемент ограждающей конструкции.

    5.1 Процесс моделирования

    Было проведено три динамических тепловых моделирования виртуального 6-этажного жилого дома в городе Уджда, Марокко. В качестве программного обеспечения для моделирования использовалось Energy-plus, одно из самых надежных программ для оценки тепловых характеристик здания, а для проектирования модели здания, представленной на рис. их свойства перечислены в исследовании (Horma et al. , 2020). Первое моделирование относится к эталонному зданию, содержащему традиционный миномет, тогда как во втором и третьем моделировании минометы CEP0 и CEP6 соответственно заменяют обычный миномет.

    РИСУНОК 10 . Местонахождение (А) ; Модель здания (Б) вид северо-запад.

    ТАБЛИЦА 4 . Типичные марокканские компоненты ограждающих конструкций.

    Основные параметры, используемые для этих симуляций, следующие:

    • Типичный метеорологический год (TMY) для города Ужда.

    • Многоквартирный (R+5) дом общей площадью 320 м 2 .

    • Отношение окна к стене 26%.

    • Инфильтрация 0,6 воздухообмена в час.

    • Уставки нагрева/охлаждения 20/26°C.

    • Незанятое здание для оценки прямого воздействия строительных материалов на годовые тепловые нагрузки зданий.

    5.2 Численные результаты

    Ежемесячная энергетическая нагрузка на м 2 для постоянного поддержания здания в комфортной зоне (20–26°C) представлена ​​на рисунке 11. Как и ожидалось, CEP6 показал значительное снижение тепловой энергии. спрос из-за значительного улучшения изоляционной способности. Самые холодные месяцы показали самое большое снижение потребности в энергии (декабрь, январь и февраль), что свидетельствует об эффективности CEP6 против холодной погоды. Годовая тепловая нагрузка снизилась примерно на 20 и 15% по сравнению с эталонным зданием и зданием CEP0 соответственно. В то время как снижение потребности в энергии для охлаждения несколько ниже, поскольку CEP6 способствует снижению потребности в энергии на 15 и 6% по сравнению с эталоном и CEP0 соответственно. Общая годовая экономия энергии на м 2 в год наблюдается при замене обычного раствора (Эталон) и КЭП0 на КЭП6, достигает снижения на 18 и 11% соответственно.

    РИСУНОК 11 . Ежемесячные потребности в энергии для (A) отопления (B) охлаждения.

    Следует отметить, что сравнение CEP0 и CEP6 точно определяет влияние включения отходов пенополистирола (0,6 % масс. ) в относительно небольшой ненесущий компонент (строительный раствор) ограждающей конструкции.

    6 Заключение

    В этой работе представлен недорогой и всеобъемлющий способ переработки отходов пенополистирола при одновременном снижении чрезмерного энергопотребления здания путем включения гранул пенополистирола в цементные матрицы. После обсуждения литературных источников и анализа результатов экспериментальных испытаний можно сделать следующие выводы:

    • Гранулы пенополистирола заметно снижают как плотность, так и теплопроводность.

    • Плотность уменьшается равномерно с каждым добавлением пенополистирола (12% на 0,2% по массе), до 0,6% по массе.

    • Добавление 0,6% пенополистирола по весу приводит к снижению плотности на 36%.

    • Теплопроводность уменьшилась на 54% для CEP6 по сравнению с CEP0.

    • Небольшое снижение коэффициента температуропроводности, составляющее (10–12%), измерено как методом горячего диска, так и методом флэш-памяти в результате добавления 0,6 % масс. шариков пенополистирола.

    • Уменьшение водопоглощения указывает на улучшение долговечности композитов CEP.

    • Прочность на сжатие CEP6 (4,7 МПа) находится в допустимом диапазоне как для конструкционных, так и для изоляционных инженерных применений.

    • Моделирование тепловых характеристик подтвердило экспериментальные результаты, поскольку CEP6 продемонстрировал значительное улучшение теплоизоляционных свойств за счет снижения потребности в отоплении на 20% по сравнению с обычным раствором.

    • Потребность в охлаждении уменьшилась на 15 %, что можно объяснить главным образом снижением коэффициента температуропроводности и увеличением временной задержки, обнаруженной методом мгновенного охлаждения.

    Несмотря на то, что строгие испытания в отраслевом масштабе все еще необходимы, все эти результаты подтверждают вывод о том, что отходы пенополистирола определенно можно использовать при разработке легких энергоэффективных композитов, что одновременно способствует сокращению небиоразлагаемых пластиковых отходов и пассивному энергосбережению. на протяжении всего срока службы здания.

    Заявление о доступности данных

    Первоначальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью/дополнительный материал. Дальнейшие запросы можно направлять соответствующему автору.

    Вклад авторов

    OH: Концептуализация, Методология, Лабораторные тесты, Подготовка проб, Формальный анализ, Исследование, Ресурсы, Письмо — первоначальный проект, Письмо — обзор и редактирование. MC: Концептуализация, Подготовка проб, Формальный анализ, Лабораторные тесты, Написание – обзор и редактирование. СЭ: Написание — проверка и редактирование. AE: Написание — просмотр и редактирование. ММ: пересмотр, написание, обзор и редактирование. AM: Расследование, Написание — обзор и редактирование, Надзор.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Примечание издателя

    Все утверждения, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

    Ссылки

    Патриция, Ф. Б. Б., Эффтинг, К., и Шаков, А. (2022). Легкие теплоизоляционные строительные растворы с аэрогелем, пенополистиролом и вермикулитом для энергосбережения в зданиях. Цем. Конкр. Композиции 125 (октябрь 2021 г.), 104283. Доступно по адресу: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104283. doi:10.1016/j.cemconcomp.2021.104283

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Брас А., Леал М. и Фариа П. (2013). Цементно-пробковые растворы для устранения тепловых мостов. Сравнение с характеристиками растворов Cement-EPS. Констр. Строить. Матер 49, 315–327. doi:10.1016/j.conbuildmat.2013.08.006

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Чарай М., Сгиури Х., Мезрхаб А. и Каркри М. (2021). Теплоизоляционный потенциал непромышленных волокон конопли (Moroccan Cannabis Sativa L.) для строительных материалов на основе зеленого гипса. Дж. Чистый. Произв. 292, 126064. [Интернет]. Доступно по адресу: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652621002845. doi:10.1016/j.jclepro.2021.126064

    Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Деджованни А. и Лоран М. (1986). Une nouvelle method d’identification de la diffusivité termique pour la méthode «flash». Rev. Phys. Appl. Paris. 21 (3), 229–237. [Интернет]. Доступно по адресу: https://doi.org /10.1051/rphysap:01986002103022900. doi:10.1051/rphysap:01986002103022900

    CrossRef Full Text | Google Scholar

    Ferrández, D., Álvarez, M., Experimental Saiz, P., and Zaragoza Study (220za Study). со штукатурными растворами на основе вторичного заполнителя и остатков теплоизоляции для применения в строительстве Sustain 14 (4), 2386. doi:10.3390/su14042386

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Феррандис-Мас, В., Бонд, Т., Гарсия-Алкосель, Э., и Чизман, Ч. Р. (2014). Легкие строительные растворы, содержащие пенополистирол и золу бумажного шлама. Констр. Строить. Матер 61, 285–292. doi:10.1016/j.conbuildmat.2014.03.028

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Гейер Р., Джамбек Дж. Р. и Лоу К. Л. (2017). Производство, использование и судьба всех пластмасс, когда-либо сделанных. Науч. Доп. 3 (7), э1700782–8. doi:10.1126/sciadv.1700782

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Gustafsson, SE (1991). Методы нестационарных плоских источников для измерения теплопроводности и температуропроводности твердых материалов. Rev.Sci. Инструм. 62 (3), 797–804. doi:10.1063/1.1142087

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Хорма О., Чарай М., Мезрхаб А. и Каркри М. (2020). «Термическая характеристика цементно-гипсовых пенополистироловых композитов», в 2020 5-я Международная конференция по возобновляемым источникам энергии для развивающихся стран (REDEC) . Бен Герир: IEEE Xplore, 1–6. doi:10.1109/redec49234.2020.

    83

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

    Хорма О., Чарай М. и Мезрхаб А. (2022). «Улучшение теплоизоляции композитов на основе цемента с использованием заполнителей из отходов чая», в Улучшение теплоизоляции композитов на основе цемента с использованием заполнителей из отходов чая BT — 15-я Международная конференция «Междисциплинарность в инженерии» . Редакторы Л. Молдован и А. Глигор (Cham: Springer International Publishing), 466–476. doi:10.1007/978-3-030-93817-8_43

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    IEA (2019). Создает источник огромного неиспользованного потенциала эффективности. [Интернет]. Доступно по адресу: https://www.iea.org/topics/buildings (по состоянию на декабрь 2021 г.).

    Google Scholar

    Джами Т., Караде С. Р. и Сингх Л. П. (2019). Обзор свойств пенькового бетона для экологически чистых зданий. Дж. Чистый. Произв. 239, 117852. Доступно по ссылке: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652619327222. doi:10.1016/j.jclepro.2019.117852

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Lafarge Holcim Maroc (2013). Информационная записка, Holcim (Марокко). [Интернет]. Доступно по адресу: https://www.lafargeholcim.ma/sites/morocco/files/atoms/files/note_dinformation_holcim_maroc-_decembre_2013.pdf (по состоянию на февраль 2022 г.).

    Google Scholar

    Li, P., Ma, Z., Zhang, Z., Li, X., Lu, X., Hou, P., et al. (2019). Влияние гипса на гидратационные и твердеющие свойства модифицированного алитом сульфоалюминатно-кальциевого цемента. Материалы 12, 3131. [Интернет]. Доступно по ссылке: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31557933. doi:10.3390/ma12193131

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Лю Н. и Чен Б. (2014). Экспериментальное исследование влияния размера частиц пенополистирола на механические свойства легкого бетона с пенополистиролом. Констр. Строить. Матер. 68, 227–232. Доступно по адресу: http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.062. doi:10.1016/j.conbuildmat.2014.06.062

    Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Мааруфи М., Беларби Р., Абахри К. и Бенмахиддин Ф. (2021). Полная характеристика гигротермических, механических и морфологических свойств переработанного раствора на основе пенополистирола. Констр. Строить. Матер. 301 (июль), 124310. Доступно по адресу: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124310. doi:10.1016/j.conbuildmat.2021.124310

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Менги Г., Лоран М., Мутарда А. и Лево Дж. (1986). Клетка измерения теплофизических характеристик материалов E1700. Сосьете Вебер Брутен. Бык. Тех. Deltalab Каркассон, о.

    Google Scholar

    Михиретие Б. М., Седеркранц Д., Розен А., Оттерберг Х., Сундин М., Густафссон С. Э. и др. (2017). Конечно-элементное моделирование метода горячего диска. Междунар. J. Тепломассообмен. 115, 216–223. Доступно по адресу: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.08.036. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.08.036

    Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Раут С.П., Ралегаонкар Р.В. и Мандавгане С.А. (2011). Разработка устойчивых строительных материалов с использованием твердых промышленных и сельскохозяйственных отходов: обзор кирпичей, создающих отходы. Констр. Строить. Матер. 25 (10), 4037–4042. Доступно по адресу: http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.04.038. doi:10.1016/j.conbuildmat.2011.04.038

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Рилем, Л. (1978). Функциональная классификация легких бетонов. Материнская структура. 11, 281–283.

    Google Scholar

    Шахин С. и Караман С. (2012). Свойства пенополистирольно-пемзо-гипсовых блоков как строительного материала. Дж. Текирдаг Агрик. Фак. 9, 51–56.

    Google Scholar

    Тисео, И. (2021). Производственные мощности вспенивающегося полистирола в мире с 2018 по 2024 год. [Интернет]. Статистический исследовательский отдел. Доступно по адресу: https://www.statista.com/statistics/1063653/expandable-polystyrene-production-capacity-globally/ (по состоянию на февраль 2022 г.).

    Google Scholar

    Титтарелли Ф., Джосуэ К., Мобили А., Ди Перна К. и Монози С. (2016). Эффект от использования переработанного пенополистирола вместо чистого пенополистирола в легких строительных растворах. Procedia Eng. 161, 660–665. doi:10.1016/j.proeng.2016.08.728

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Уоринг, О. (2018). Можно ли переработать полистирол? Вот что вы должны с этим делать. [Интернет]. Новости Метро. Доступно по адресу: https://metro.co.uk/2018/04/18/can-recycle-polystyrene-7478185/#metro-comments-container (по состоянию на январь 2022 г.).

    Google Scholar

    Чжан Дж., Чен Б. и Ю Ф. (2019). Приготовление теплоизоляционного раствора на основе пенополистирола с улучшенными термическими и механическими свойствами. Дж. Матер. Гражданский англ. 31 (9), 04019183. doi:10.1061/(asce)mt.1943-5533.0002825

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чжан З., Вонг Ю. К., Арулраджа А. и Хорпибулсук С. (2018). Обзор исследований кирпичей с использованием альтернативных материалов и подходов. Констр. Строить. Матер. 188, 1101–1118. Доступно по адресу: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061818320920. doi:10.1016/j.conbuildmat.2018.08.152

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Цвибель, Н. (1973). Расширенный. Полистирол (02), 211–222.

    Google Scholar

    Утепление пенополистиролом

    Жесткий пенополистирол выпускается двух видов — экструдированный (XPS) и вспененный (EPS). Экструдированная форма обычно окрашена и имеет однородную текстуру, тогда как пенополистирол (наиболее распространенный) обычно белого цвета и имеет хорошо заметную структуру шариков. XPS стоит дороже, чем EPS при тех же характеристиках изоляции (тепловое сопротивление), но он не такой громоздкий, например. 30 мм XPS имеют такое же тепловое сопротивление, как 50 мм EPS. Следовательно, XPS с большей вероятностью будет использоваться в специализированных приложениях.

    Помимо холодильных камер, в которых используется полистирол, зажатый между металлическими листами, жесткий полистирол обычно используется в строительной отрасли для наружной изоляции домов. В системах наружной изоляции и отделки (EIFS) используется полистирол (обычно EPS) в сочетании с гипсовым покрытием в качестве облицовки деревянного каркаса.

    Теплопроводность пенополистирола, или «пенополистирола жесткого — формованного (ПЦ/ПС-М)» по классификации АS 1366.3 — 1992: Жесткие листы из ячеистого пластика для теплоизоляции , колеблется от 0,034 до 0,048 Вт/м °C при средней температуре 15 °C. Тепловые характеристики в основном зависят от плотности и в меньшей степени от других аспектов, таких как содержание влаги, размер и форма гранул.

    Обычно доступны марки S и H, но стандарт также определяет другие марки, такие как SL и VH.

    Различия между S и H

    Для класса S типичная плотность 16 кг/м 3 и для класса H 24 кг/м 3 . Хотя фактическая плотность может варьироваться между отдельными растениями, соотношение плотностей должно оставаться одинаковым, поэтому материал сорта «S» примерно на треть легче, чем материал сорта «H». На практике трудно обнаружить разницу, просто пощупав материал.

    AS 1366.3 также включает в себя требования к сжимающему усилию, прочности на разрыв, скорости проникновения водяного пара, размерной стабильности и характеристикам распространения пламени. Когда материал классифицируется, он должен соответствовать или превышать все пределы спецификации для этого класса. Таким образом, вполне вероятно, что материал определенного класса может работать лучше, чем указано в спецификации. Хорошим примером является теплопроводность. Материал номинальной марки S может на практике иметь почти такую ​​же низкую теплопроводность, как и материал номинальной марки H. Однако, если в спецификациях производителя указан класс, а не удельная теплопроводность, то разработчик должен использовать номинальную теплопроводность для этого класса в качестве оценки его характеристик. Поскольку номинальная теплопроводность марки S составляет 0,041 Вт/м·°C, а марки H – 0,038 Вт/м·°C, для достижения одинакового теплового сопротивления требуется на 8 % больше толщины для марки S, чем для марки H.

    Термическое сопротивление (коэффициент R) материала марки S толщиной 50 мм составляет около 1,2 м 2 °C/Вт, тогда как такая же толщина материала марки H составляет 1,3 м 2 °C/Вт. Эта разница в 0,1 может показаться небольшой, но она может быть разницей между соблюдением и несоблюдением Строительного кодекса Новой Зеландии в отношении энергоэффективности (h2) и контроля внутренней влажности (E3).

    С точки зрения производства материал класса H весит на 50% больше, чем материал класса S. Этот дополнительный вес означает разницу в цене.

    Соответствие спецификациям

    К счастью, есть способ идентифицировать сорта, поскольку AS 1366. 3 требует, чтобы листы имели цветовую маркировку вдоль стороны — коричневый для сорта S и зеленый для H. Но, к сожалению, не все производители соблюдают требования, что затрудняет оценить тепловое сопротивление, не измеряя его. Поскольку оборудование для измерения теплопроводности относительно дорого, производители обычно не имеют средств для его контроля в процессе производства. Они регулярно проверяют другие свойства материала, такие как сжимающее напряжение и прочность на разрыв, и просто предполагают, что характеристики теплопроводности соблюдаются. Дальнейшая путаница была создана рекламной / технической литературой и веб-сайтами, которые ошибочно цитировали характеристики теплопроводности из AS 1366.3. Просто потому, что материал соответствует некоторые физические свойства не означают, что они соответствуют им все и теплопроводность является примером. Теплопроводность необходимо контролировать в процессе производства точно так же, как и другие свойства, поскольку можно выполнить все остальные спецификации для определенного сорта и при этом не обеспечить минимальные изоляционные характеристики.

    Полая конструкция означает больше изоляции

    С переходом на полостную конструкцию за системами облицовки на основе полистирола эффективность изоляции EIFS значительно снижается. Чтобы компенсировать это, необходимо увеличить толщину полистирола (что не всегда целесообразно) или встроить в каркас стены дополнительную изоляцию. Дополнительная изоляция каркаса стены всегда требовалась там, где есть зазор между верхней частью облицовки и верхней плитой/потолком. Типичный продукт для изоляции стен R1.8 будет давать R-значения безопасно выше минимума, и домовладельцы выиграют от более удобных, энергоэффективных домов.

    Скачать PDF

    B82-20.pdf

    32 КБ

    Ян ​​Кокс-Смит

    БРАНЗ Строительный физик

    Посмотреть все статьи Ян Кокс-Смит

    • Изоляция

    Статьи верны на момент публикации, но с тех пор могут устареть.

    Плотность, прочность, температура плавления, теплопроводность

    О полистироле

    Полистирол, сокращенно PS, представляет собой синтетический ароматический углеводородный полимер, изготовленный из мономера, известного как стирол, который получают из бензола и этилена, нефтепродуктов. Полистирол может быть твердым или вспененным. Полистирол общего назначения прозрачен, тверд и довольно хрупок. Полистирол представляет собой бесцветный прозрачный термопласт, который обычно используется для изготовления изоляции из пенопласта или картона, а также типа насыпной изоляции, состоящей из небольших шариков полистирола. Пенополистирол 95-98% воздуха. Пенополистирольные пенопласты являются хорошими теплоизоляторами и поэтому часто используются в качестве строительных изоляционных материалов, например, в изоляционных бетонных опалубках и конструкционных теплоизоляционных панельных строительных системах. Вспененный (EPS) и экструдированный полистирол (XPS) изготавливаются из полистирола, но EPS состоит из маленьких пластиковых шариков, которые сплавляются вместе, а XPS начинается как расплавленный материал, который выдавливается из формы в листы. XPS чаще всего используется в качестве пенопластовой изоляции.

    Резюме

    Имя Полистирол
    Фаза на STP твердый
    Плотность 1050 кг/м3
    Предел прочности при растяжении 48 МПа
    Предел текучести Н/Д
    Модуль упругости Юнга 3,4 ГПа
    Твердость по Бринеллю 50 бат
    Точка плавления 217 °С
    Теплопроводность 0,12 Вт/мК
    Теплоемкость 1100 Дж/г К
    Цена 1,1 $/кг

    Плотность полистирола

    Типичные плотности различных веществ даны при атмосферном давлении. Плотность  определяется как  масса на единицу объема . Это интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V

    Другими словами, плотность (ρ) вещества равна общей массе (m) этого вещества, деленной на общий объем (V), занимаемый этим веществом. Стандартная единица СИ составляет килограмма на кубический метр ( кг/м 3 ). Стандартная английская единица измерения – 90 003 фунта массы на кубический фут 9.0004  ( фунт/фут 3 ).

    Плотность полистирола 1050 кг/м 3 .

     

    Пример: Плотность

    Рассчитайте высоту куба из полистирола, который весит одну метрическую тонну.

    Решение:

    Плотность определяется как масса на единицу объема . Математически он определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V

    Так как объем куба равен третьей степени его сторон (V = a 3 ), высоту этого куба можно вычислить:

    Тогда высота этого куба равна a = 0,984 м .

    Плотность материалов

    Механические свойства полистирола

    Прочность полистирола

    В механике материалов прочность материала без разрушения или пластической деформации представляет собой его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Сопротивление материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешние нагрузки , приложенные к материалу, и результирующая деформация или изменение размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам и сохранять свою первоначальную форму.

    Прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Для напряжения растяжения способность материала или конструкции выдерживать нагрузки, имеющие тенденцию к удлинению, известна как предел прочности при растяжении (UTS). Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. В случае растягивающего напряжения однородного стержня (кривая напряжения-деформации) Закон Гука описывает поведение стержня в упругой области. Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растягивающем и сжимающем напряжении в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение.

    См. также: Прочность материалов

    Предел прочности при растяжении полистирола

    Предел прочности при растяжении полистирола 48 МПа.

    Предел текучести полистирола

    Предел текучести полистирола   — Н/Д.

    Модуль упругости полистирола

    Модуль упругости Юнга полистирола составляет 3,4 ГПа.

    Твердость полистирола

    В материаловедении твердость  – это способность выдерживать поверхностные вдавливания ( локализованная пластическая деформация ) и царапание . Тест на твердость по Бринеллю  – один из тестов на твердость с вдавливанием, разработанный для определения твердости. В тестах Бринелля жесткий,  9Сферический индентор 0003 вдавливается под определенной нагрузкой в ​​поверхность испытуемого металла.

    Число твердости по Бринеллю (HB) – это нагрузка, деленная на площадь поверхности вмятины. Диаметр вдавления измеряют с помощью микроскопа с наложенной шкалой. Число твердости по Бринеллю вычисляется по уравнению:

    Твердость полистирола по Бринеллю составляет примерно 50 BHN (в пересчете).

    См. также: Твердость материалов

     

    Пример: Прочность

    Предположим, пластиковый стержень изготовлен из полистирола. Этот пластиковый стержень имеет площадь поперечного сечения 1 см 2 . Рассчитайте усилие на растяжение, необходимое для достижения предела прочности на растяжение для этого материала, которое составляет: UTS = 48 МПа.

    Решение:

    Напряжение (σ)  можно приравнять нагрузке на единицу площади или силе (F), приложенной к площади поперечного сечения (A) перпендикулярно силе, как:

    , следовательно, сила растяжения, необходимая для достижения предела прочности при растяжении, равна:

    F = UTS x A = 48 x 10 6 x 0,0001 = 4 800 Н

    Прочность материалов

    0

    7

    Эластичность

    7

    Материалы

    Твердость материалов

     

    Термические свойства полистирола

    Полистирол – точка плавления

    Температура плавления полистирола 2017 4 90.

    Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением. В общем, плавление  является фазовым переходом  вещества из твердой фазы в жидкую. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления   также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии. Для различных химических соединений и сплавов трудно определить температуру плавления, так как они обычно представляют собой смесь различных химических элементов.

    Полистирол – теплопроводность

    Теплопроводность полистирола 0,12 Вт/(м·К) .

    Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье  применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

    Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:

    Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

    Полистирол – Удельная теплоемкость

    Удельная теплоемкость полистирола 1100 Дж/г K .

    Удельная теплоемкость или удельная теплоемкость   – это свойство, связанное с  внутренней энергией  , которое очень важно в термодинамике. Интенсивные свойства c v и c p определены для чистых, простых сжимаемых веществ как частные производные от внутренняя энергия u(T, v) и энтальпия h(T, p) , соответственно:

    , где индексы v v 900 обозначают фиксированные при дифференцировании значения p 0 и 3 900. Свойства c v и c p называются удельной теплоемкостью (или теплоемкостью ), потому что при определенных особых условиях они связывают изменение температуры системы с количеством энергии, добавленной теплопередача. Их единицы СИ  Дж/кг K  или  Дж/моль K .

     

    Пример: расчет теплопередачи

    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 выше его способность сопротивляться теплопередаче.

    Рассчитайте скорость теплового потока  через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м 2 ). Стена имеет толщину 15 см (L 1 ) и изготовлена ​​из полистирола с теплопроводностью k 1 = 0,12 Вт/м·К (плохой теплоизолятор). Предположим, что внутренняя и наружная температуры  составляют 22°C и -8°C, а коэффициенты конвекционной теплопередачи  на внутренней и внешней сторонах равны h 1  = 10 Вт/м 2 K и h 2  = 30 Вт/м 2 К соответственно. Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от окружающих и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).

    Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту стену.

    Решение:

    Как уже было сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию проводимости и конвекции . С этими композитными системами часто удобно работать с  общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . U-фактор определяется выражением, аналогичным Закон охлаждения Ньютона :

    Общий коэффициент теплопередачи связан с полным тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

    Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и пренебрегая излучением, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как: /10 + 0,15/0,12 + 1/30) = 0,72 Вт/м 2 K

    Тепловой поток можно рассчитать следующим образом: q = 0,72 [Вт/м 2 K] x 30 [K] = 21,69 Вт/м 2

    Общие потери тепла через эту стену будет: q потери   = q . A = 21,69 [W/M 2 ] x 30 [M 2 ] = 650,6 Вт

    Точка плавления материалов

    Термическая проводимость материалов

    Греа.

    1764

    Изоляция из полистирола | Рынок материалов

    без НДС ВКЛ. НДС

    • Изоляция

      Изоляционные плиты

      • Доска изоляции пола
      • Стеновая теплоизоляция
      • Доска изоляции крыши
      • Теплоизоляционная плита PIR
      • Теплоизоляционная плита Celotex
      • Изоляционная плита EcoTherm
      • Изоляционная плита Kingspan

      Изоляционные плиты

      • Плита Rockwool RWA45
      • Гибкая плита Rockwool
      • Кнауф ДриТерм Полая плита
      • Изоляционная плита Rockwool
      • Изоляционная плита КНАУФ

      Изоляционные рулоны

      • Рулон изоляции чердака
      • Рулон акустической изоляции
      • Изоляционный рулон КНАУФ

      Тип материала

      • Теплоизоляция
      • Звукоизоляция
      • ПИР-изоляция
      • Утепленный гипсокартон
      • Изоляция минеральной ватой
      • Изоляция из стекловолокна
      • Фенольная изоляция
      • Многослойная изоляция
      • Полистирол Изоляция

      Приложения

      • Изоляция пола
      • Изоляция внутренних стен
      • Изоляция полых стен
      • Изоляция лофта
      • Изоляция крыши
      • Изоляция наружных стен и облицовки
      • Противопожарная защита

      Аксессуары для изоляции

      • Изоляционные ленты
      • Шурупы и крепления для изоляции
      • Паровые барьеры
      • Мембраны

      Вся изоляция

      ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБРАЩАЙТЕСЬ:

      [email protected] com

      020 7459 4574

    • Гипсокартон и гипсокартон

      Гипсокартон

      • Настенная панель
      • Звукоизоляционный гипсокартон
      • Огнестойкий гипсокартон
      • Влагостойкий гипсокартон
      • Гипсокартон с конической кромкой
      • Кнауф Гипсокартон
      • Синиат Гипсокартон

      Изолированный гипсокартон

      • Утепленный гипсокартон Celotex
      • Утепленный гипсокартон Kingspan
      • Гипсокартон с PIR-изоляцией
      • EPS изолированный гипсокартон

      Металлические опоры и потолки

      • Эластичный бар
      • Металлическая шпилька C
      • Металлическая U-образная дорожка
      • Потолочная система MF
      • Стеновая система Гиплинер
      • Металл я Стад
      • Металлические аксессуары

      Продукты в пакетах

      • Чертополоховая штукатурка
      • Клей для гипсокартона
      • Совместный наполнитель

      Прочие доски

      • Совет HardieBacker
      • Доска Fermacell
      • Цементно-стружечная плита

      Принадлежности для сухой подкладки

      • Ленты для гипсокартона
      • Крепления для гипсокартона
      • Бусины из гипсокартона
      • Клей для гипсокартона

      Весь гипсокартон и гипсокартон

      ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБРАЩАЙТЕСЬ:

      [email protected] com

      020 7459 4574

    • Строительные материалы

      Сыпучие материалы

      • Блоки
      • Песок и заполнители
      • Цемент

      Листовые материалы

      • Листы ДВП
      • ДСП
      • Листы фанеры
      • ОСБ плита
      • МДФ доска

      Древесина

      • Кровельная рейка
      • 2×2
      • 3х2
      • 4х2
      • 5×2
      • 6×2
      • 7×2
      • 8×2

      Строительные аксессуары

      • Настенные стяжки
      • Шурупы по дереву
      • Герметики, клеи и пены

      Все строительные материалы

      ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБРАЩАЙТЕСЬ:

      [email protected]

      020 7459 4574

    • Аксессуары

      Принадлежности для изоляции

      • Изоляционные ленты
      • Шурупы и крепления для изоляции
      • Паровые барьеры
      • Мембраны

      Принадлежности для сухой подкладки

      • Ленты для гипсокартона
      • Крепления для гипсокартона
      • Бусины из гипсокартона
      • Клей для гипсокартона

      Строительные аксессуары

      • Настенные стяжки
      • Шурупы по дереву
      • Герметики, клеи и пены

      Все принадлежности

      ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБРАЩАЙТЕСЬ:

      [email protected] com

      020 7459 4574

    • Выбрать по бренду

      Изоляция

      • Актис
      • АРК
      • Целотекс
      • ЭкоТерм
      • ИКО
      • Кончено
      • Кингспан
      • Кнауф Инсулейшн
      • Ректик
      • Роквул
      • Суперфольга
      • Супергласс
      • TLX
      • Экстратерм
      • ЮБС

      Гипсокартон и гипсокартон

      • Британский гипс
      • Фермаселл
      • Джеймс Харди
      • Кнауф Гипсокартон
      • Синиат

      Строительные материалы

      • Селкон
      • Термалит
      • Тайвек
      ЗА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ ОБРАЩАЙТЕСЬ:

      020 7459 4574

      [email protected]

      Закрыть
        • Посмотреть все Изоляция
            • Просмотреть все изоляционные плиты
            • Теплоизоляционная плита PIR
            • Стеновая теплоизоляция
            • Доска изоляции пола
            • Изоляционная плита EcoTherm
            • Доска изоляции крыши
            • Теплоизоляционная плита Celotex
            • Изоляционная плита Kingspan
            • Просмотреть все изоляционные плиты
            • Изоляционная плита КНАУФ
            • Гибкая плита Rockwool
            • Изоляционная плита Rockwool
            • Кнауф ДриТерм Полая плита
            • Плита Rockwool RWA45
            • Посмотреть все Изоляционные рулоны
            • Изоляционный рулон КНАУФ
            • Рулон акустической изоляции
            • Рулон изоляции чердака
            • Просмотреть все типы материалов
            • Фенольная изоляция
            • Изоляция из стекловолокна
            • Многослойная изоляция
            • Изоляция из экструдированного полистирола
            • Изоляция минеральной ватой
            • ПИР-изоляция
            • Звукоизоляция
            • Утепленный гипсокартон
            • Полистирол Изоляция
            • Теплоизоляция
            • Просмотреть все приложения
            • Изоляция внутренних стен
            • Изоляция наружных стен и облицовки
            • Противопожарная защита
            • Изоляция крыши
            • Изоляция пола
            • Изоляция лофта
            • Изоляция полых стен
            • Посмотреть все аксессуары для изоляции
            • Паровые барьеры
            • Шурупы и крепления для изоляции
            • Изоляционные ленты
            • Мембраны
        • Просмотреть все Гипсокартон и гипсокартон
            • Посмотреть все Гипсокартон
            • Настенная панель
            • Гипсокартон с конической кромкой
            • Синиат Гипсокартон
            • Огнестойкий гипсокартон
            • Влагостойкий гипсокартон
            • Звукоизоляционный гипсокартон
            • Кнауф Гипсокартон
            • Посмотреть все Утепленный гипсокартон
            • Утепленный гипсокартон Kingspan
            • EPS изолированный гипсокартон
            • Гипсокартон с PIR-изоляцией
            • Изолированный гипсокартон XPS
            • Утепленный гипсокартон Celotex
            • Посмотреть все металлические стойки и потолки
            • Эластичный бар
            • Металлическая U-образная дорожка
            • Стеновая система Гиплинер
            • Металлическая шпилька C
            • Металл я Стад
            • Металлические аксессуары
            • Потолочная система MF
            • Просмотреть все продукты в мешках
            • Клей для гипсокартона
            • Совместный наполнитель
            • Чертополоховая штукатурка
            • Просмотреть все другие доски
            • Совет HardieBacker
            • Доска Fermacell
            • Цементно-стружечная плита
            • Посмотреть все аксессуары для сухой подкладки
            • Клей для гипсокартона
            • Крепления для гипсокартона
            • Бусины из гипсокартона
            • Ленты для гипсокартона
        • Просмотреть все строительные материалы
            • Просмотреть все сыпучие материалы
            • Цемент
            • Блоки
            • Песок и заполнители
            • Просмотреть все листовые материалы
            • Листы ДВП
            • Листы фанеры
            • ОСБ плита
            • МДФ доска
            • ДСП
            • Просмотреть все пиломатериалы
            • 6×2
            • 8×2
            • Кровельная рейка
            • 5×2
            • 7×2
            • 3х2
            • 4х2
            • 2×2
            • Просмотреть все строительные аксессуары
            • Шурупы по дереву
            • Герметики, клеи и пены
            • Настенные стяжки
        • Посмотреть все аксессуары
            • Посмотреть все аксессуары для изоляции
            • Паровые барьеры
            • Шурупы и крепления для изоляции
            • Изоляционные ленты
            • Мембраны
            • Посмотреть все аксессуары для сухой подкладки
            • Клей для гипсокартона
            • Крепления для гипсокартона
            • Бусины из гипсокартона
            • Ленты для гипсокартона
            • Просмотреть все строительные аксессуары
            • Шурупы по дереву
            • Герметики, клеи и пены
            • Настенные стяжки

    Дом
    Изоляция
    Тип материала

    Что такое изоляция из полистирола?

    Изоляция из полистирола удивительно жесткая, несмотря на свой легкий состав. Изоляция из пенополистирола на 95-98% состоит из воздуха из-за тысяч воздушных карманов внутри материала. Пенополистирол и экструдированный пенополистирол – два самых популярных вида этого утеплителя.

    Многие люди вкладывают средства в плиты из полистирола, чтобы улучшить теплоизоляцию своих домов. Любой вид наливного утепления работает по одному принципу, независимо от того, какой материал используется. Цель состоит в том, чтобы создать как можно больше воздушных карманов внутри материала. Чем больше воздуха вы сможете уловить внутри вашего материала, тем эффективнее ваш материал будет сопротивляться тепловому потоку.

    Изоляция из вспененного полистирола

    По сравнению с другими жесткими изоляционными материалами пенополистирольная изоляционная плита (также известная как пенополистирол), без сомнения, является наиболее рентабельной. Это связано с тем, что он менее плотный и дешевле, чем XPS, поскольку он менее термически эффективен. В отличие от XPS, EPS не является изоляционной плитой с закрытыми порами (хотя и имеет структуру с закрытыми порами), что означает, что он позволяет водяному пару/влаге проникать с течением времени.

    Несмотря на то, что пенополистирол уступает теплоизоляционным материалам более премиальных брендов, пенополистирол демонстрирует стабильные тепловые характеристики в широком диапазоне применений в области изоляции зданий, таких как полы, стены и чердаки. Эти плиты являются идеальным выбором для соответствия действующим строительным нормам и требованиям коэффициента теплопередачи практически без усилий. Они обладают не только высокой несущей способностью, но и влагостойкостью, невосприимчивостью к бактериям, плесени и грибкам.

    Изоляция из пенополистирола в основном используется в качестве изоляции пола и в системах наружной изоляции стен. Большинство людей вкладывают средства в изоляционные плиты Jablite, когда хотят уменьшить количество тепла, которое они теряют через половые доски или напольную плитку. Изоляция из пенополистирола доступна в диапазоне толщин от 25 мм до 100 мм, что делает ее подходящей для целого ряда изоляционных проектов.

    Изоляция из экструдированного полистирола

    Изоляция из экструдированного полистирола (часто называемая XPS) изготавливается, как следует из названия, посредством процесса экструзии. Kingspan является основным производителем этого утеплителя в Великобритании. Изоляция из экструдированного полистирола (XPS) производится методом экструзии. Результатом этого процесса является структура с закрытыми ячейками, которая обеспечивает гладкую и плотную кожу с обеих сторон. Структура экструдированного полистирола (XPS) с закрытыми порами препятствует проникновению воды, что обеспечивает долговечность и долговечность.

    Плиты Kingspan GreenGuard имеют коэффициент теплопроводности 0,034 Вт/мК. Таким образом, пенополистирол несколько более эффективен в качестве теплоизолятора, чем пенополистирол. Это жестко, когда речь идет об изоляции, но щадяще, когда речь идет об окружающей среде, поскольку вспенивающий агент, используемый для его производства, имеет нулевой ODP (потенциал разрушения озонового слоя) и незначительное воздействие на глобальное потепление.

    Изоляция GreenGuard отличается высокой эффективностью благодаря своей универсальности и может применяться как в жилых, так и в коммерческих помещениях. Пенопласт Kingspan GreenGuard XPS можно укладывать на инверсионных крышах, в подвалах, на автостоянках и даже под промышленными холодными полами. Пенопластовые плиты GreenGuard имеют прочность на сжатие 300 кПа, что означает, что эти плиты не теряют своих тепловых свойств при воздействии давления. У нас в наличии широкий ассортимент экструдированного пенополистирола толщиной от 30 мм до 120 мм.

    Изоляция из полистирола Прочность на сжатие

    Цифры в названиях каждой плиты из пенополистирола относятся к прочности на сжатие. Серия EPS70 имеет характеристики сжатия 70 килопаскалей (кПа). При покупке пенополистирольного утеплителя важно подумать о прочности на сжатие. Чем выше прочность материала на сжатие, тем более он устойчив к нагрузкам. Внешнее давление, такое как шаги и вибрации, не повлияет на долговечность плит EPS, которые обладают высокой прочностью на сжатие.

    Как и EPS, плиты из пенополистирола XPS имеют номера в названии. Вся продукция XPS в нашем ассортименте имеет прочность на сжатие 300 кПа. Они намного лучше подходят для коммерческих помещений, чем EPS. Мы рекомендуем утепление экструдированным полистиролом для людей, которые хотят утеплить тяжелые полы и крыши.

    Часто задаваемые вопросы об изоляции из полистирола

    Является ли изоляция из полистирола хорошим изолятором?

    Полистирольные плиты имеют коэффициент теплопроводности от 0,034 до 0,038 Вт/мК. Пенопластовые плиты XPS являются более эффективными теплоизоляторами, чем изоляционные плиты EPS.

    Полистирол не обладает лучшими показателями теплопроводности на рынке. Фенольная изоляция имеет теплотворную способность 0,018 Вт/мК, что делает ее наиболее эффективным материалом для тепловой защиты. Полистирол больше подходит для применений, где тепловые характеристики не имеют большого значения, но важна прочность на сжатие.

    Подходят ли изоляционные плиты из полистирола для прочности на сжатие?

    Изоляционные плиты из полистирола обладают превосходной прочностью на сжатие. Плиты Kingspan GreenGuard имеют прочность на сжатие 300 кПа, тогда как полистирольные плиты EPS70 Jablite имеют прочность на сжатие 70 кПа.

    Чем выше прочность на сжатие, тем дольше материал сохраняет свои свойства. Плиты GreenGuard хорошо себя зарекомендовали при установке в тяжелых конструкциях крыш и под толстыми полами. Многие владельцы коммерческой недвижимости инвестируют в пенополистирол, потому что он сохраняет свои тепловые свойства, несмотря на интенсивные нагрузки.

    Устойчивы ли изоляционные плиты из полистирола?

    В отличие от XPS, EPS может быть изготовлен из переработанного материала, что делает его более экологически безопасным из двух вариантов. Однако эта устойчивость не лишена недостатков. Пустоты между полистироловыми шариками EPS также делают его более проницаемым и восприимчивым к водопоглощению. А с поглощением воды происходит ужасное снижение R-значения (притупление его и без того довольно низких тепловых свойств).

    Водонепроницаемость имеет решающее значение для высокоэффективной изоляции, поскольку вода является отличным проводником энергии. Попадание воды в конечном итоге повлияет на общую тепловую эффективность платы, поскольку вода позволяет энергии замыкаться накоротко или обходить структуру платы; снижение общей эффективности тепловых характеристик.

    Следует отметить, что способность пенополистирола поглощать воду в 10 раз выше, чем у пенополистирола, который вообще не поглощает воду из-за своей закрытоячеистой структуры. Это позволяет ему сохранять изоляционную способность в присутствии воды.

    Измерение теплопроводности изоляции

    Как я упоминал ранее, В настоящее время я одержим теплоизоляцией, которую я буду использовать снаружи моего дома.

    Проверил , что он должен быть безопасным с точки зрения горючести (ссылка), но остается вопрос, как он поведет себя термически.

    Выбранный мной изоляционный материал (Kingspan K5) обладает поистине исключительными характеристиками. Это позволяет мне облицовывать дом толщиной 100 мм из пенополистирола К5 и добиться того же уровня изоляции, что и пенополистирол (EPS) толщиной 160 мм.

    В этой статье я описываю испытания, которые я провел, чтобы показать, что изоляция K5 действительно соответствует указанному уровню изоляции на практике.

    Теплопроводность через пенопласты с закрытыми порами

    Тепло проходит через материалы с использованием трех механизмов: проводимости, конвекции и излучения.

    Пенопласты с закрытыми порами , в которых герметичные «ячейки» газа окружены твердыми «стенками», подавляют все три метода теплопередачи.

    • Теплопроводность через твердое тело уменьшается, поскольку уменьшается площадь поперечного сечения твердого тела, через которое может проходить тепло.
      • Проведение через тонкие стенки клеток.
    • Проводимость газа внутри клеток очень низкая
      • Теплопроводность газов намного меньше, чем у твердых тел.
    • Конвекция в газе внутри ячеек сдерживается, потому что каждая ячейка имеет лишь крошечный температурный градиент поперек нее
      • Меньшие «ячейки» сильнее препятствуют конвекции.
    • Излучение через каждую ячейку подавляется, потому что каждая излучающая поверхность видит поверхность почти одинаковой температуры.
      • Меньшие «клетки» более сильно подавляют перенос излучения

    Таким образом, пена, оптимизированная для низкой теплопередачи , будет содержать очень мало твердых частиц и состоять в основном из газовых ячеек. Но такая пена будет очень хрупкой.

    Таким образом, практичные строительные материалы уравновешивают размер ячеек и толщину стенок, чтобы производить достаточно прочные и не слишком дорогие в производстве материалы.

    В этой статье (ссылка) из 10-й Международной конференции по центральному отоплению и охлаждению обобщаются свойства пенополиуретана (ПУ), влияющие на его тепловые характеристики. Я суммировал расчеты на рисунке ниже.

    • График показывает теплопроводность по вертикальной оси и плотность пены по горизонтальной оси. 93)
    • Три сплошные линии показывают расчетные вклады в теплопроводность пенополиуретана в зависимости от плотности.
    • Обратите внимание, что указанная теплопроводность K5 ниже, чем у неподвижного воздуха.

    Все данные на графике соответствуют низкой теплопроводности, но различия существенны. Теплопроводность К5 составляет около двух третей от теплопроводности пенополистирола, поэтому такой же изоляционный эффект может быть достигнут при толщине всего в две трети. Или, альтернативно, та же толщина K5 может обеспечить на треть меньшую теплопередачу, чем EPS.

    Наименьшая достижимая теплопроводность , которая может быть достигнута, ограничена теплопроводностью через газ в ячейках. Таким образом, K5 достигает своей низкой проводимости за счет того, что ячейки заполнены невоздушными газами – вероятно, в основном двуокисью углерода.

    Однако я был настроен скептически…

    Это были только спецификации. Мои бывшие коллеги в NPL часто говорили об «оптимизме» многих спецификаций термопереноса. Неужели этот материал может иметь теплопроводность ниже, чем у неподвижного неконвективного воздуха!

    …Поэтому я решил провести некоторые тесты…

    Я сделал два ящика из листов пенополистирола и К5 толщиной 50 мм, заклеив стыки промышленным клеем.

    Затем я нагрел имевшийся у меня цилиндр из бетона (диаметр 100 мм, длина 300 мм, вес 5,14 кг) в духовке и нагрел его примерно до 50 °C – примерно 1 час при самой низкой температуре газа. .

    Затем я поместил бетон в коробку вместе с двумя термометрами для регистрации данных — по одному на каждом конце цилиндра — и запечатал коробку другим куском изоляции.

    Я записывал температуру каждую минуту в течение где-то между 10 и 24 часами и измерял скорость охлаждения бетона.

    Кривые охлаждения для EPS и Kingspan K5 показаны на рисунках ниже.

    • Две тонкие линии соответствуют показаниям двух термометров, а жирная линия соответствует их среднему значению.
    • ( пунктирная красная кривая – – – – ) показывает теоретическую модель данных с параметрами, оптимизированными с использованием Решатель Excel .
    • ( пунктирная красная линия – – – – ) показывает расчетную постоянную времени экспоненциального спада температуры.
    • ( пунктирная синяя линия – – – – ) показывает приблизительную фоновую (комнатную) температуру.

    Эти данные позволили мне установить две вещи.

    • Во-первых, , просто сравнив постоянные времени кривых охлаждения (494 минуты и 801 минута), стало ясно, что K5 действительно имеет теплопроводность, которая примерно на 40% ниже, чем EPS.
    • Во-вторых, , предполагая значение теплоемкости бетона и то, что тепло течет перпендикулярно через стенки коробки, я мог оценить теплопроводность двух материалов. Я нашел:
      • К5 теплопроводность = 0,021 ± 0,001 Вт/м·К
      • Теплопроводность EPS = 0,035 ± 0,001 Вт/м·К
      • Неопределенности оценивались путем анализа данных каждого термометра в отдельности, а затем их среднего значения.
      • К моему удивлению, эти цифры хорошо согласуются с указанными свойствами как EPS, так и K5

    Так что мой скептицизм был, похоже, неуместен.

    Резюме

    Я чувствую облегчение. В моей предыдущей статье я показал, что K5 обладает хорошей устойчивостью к воспламенению, а в этой статье я показал, что он действительно обладает отличными тепловыми характеристиками.

    Будучи уверенным в этих свойствах Я с еще большим нетерпением жду, когда этот материал будет установлен в моем доме и устроится в нем на долгую холодную зиму.

    Кстати..

    Регистраторы данных Blue Maestro , которые я использовал (ссылка), фантастически просты в использовании и настоятельно рекомендуются.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.