Теплопроводность пенопласта и сравнение показателей с другими материалами © Геостарт
Рубрика: Ремонт и инженерка
Пенопласт является современным материалом, который используют для теплоизоляции жилой площади как снаружи, так и внутри. Обусловлено это его экологичностью, низкой гигроскопичностью, бюджетной ценой. Также при выборе учитывают и теплопроводность пенопласта. Именно об этом параметре поговорим в сегодняшней статье.
Что такое пенопласт и его эксплуатационные характеристики
Пенопласт или, как его называют, пенополистирол представляет собой плиты, которые могут быть разными по толщине. Основной этого сырья является именно вспененный полимер. Внутри материала в гранулах и между ними имеется воздух, который и обеспечивает теплопроводность утеплителя. Состоит пенопласт на 95-98% из специфического газа, который, собственно, и удерживает тепло.
За счет того, что в средних слоях сырья имеется достаточно воздуха, пенополистирол имеет минимальную плотность, отличается небольшим удельным весом.
Готовая плотность и прочие характеристики теплоизоляционного материала зависят от самого полимера и процессов, которые были использованы во время изготовления материала. В результате применения разных условий на этапе производства может получиться пенопласт неодинаковой плотности и различной степени устойчивости к механическому воздействию.
Основные характеристики теплопроводности пенопласта
Прежде чем узнать, какой будет теплопроводность пенополистирола, нужно разобраться, что из себя представляет этот параметр.
Теплопроводность — количественная характеристика пенопласта (или любого другого материала), которая оценивает способность конкретного тела проводить тепло. Единица изменения этого параметра — Вт/ мС. В этом случае каждое обозначение характеризуется таким образом:
- Ватт —количество тепловой энергии;
- Метр —расстояние проведения тепла через себя;
- С — определенная температура за определенное время.
Предлагаем рассмотреть на примере, что представляет собой теплопроводность. Предположим, у нас есть лист пенопласта марки ПСБ-С 50. Его плотность — 50 кг/м3. Параметр передачи тепла этого сырья установлен заводом. Исходя из этого можно определить, что теплопроводность пенопласта 50 мм составляет 0,041 Вт/мС. Нужно отметить, что такой показатель будет только при условии воздействия температуры, не превышающей 20-30 градусов.
На заметку! Хорошо заметить параметр проникновения тепла у пенопласта можно только при сопоставлении его значений со значениями других теплоизоляционных материалов.
Сравнение теплопроводности пенопласта с другими материалами
Очевидно, что при изменении толщины пенополистирола марки ПСБ показатель теплопроводности варьируется в диапазоне — 0,037-0,043 Вт/мС. Например, если его сравнить с таким сырьем, как минеральная вата, то различия по показателям будут не существенные.
Также для определения оптимального параметра стоит учитывать не только листовые теплоизоляторы с различным наполнителем, но еще и строительные материалы, использованные для возведения стен сооружения.
Красный кирпич не зря так часто используют в кладке стен дома. Это связывают с тем, что он имеет достаточно высокий уровень теплоотдачи 0,7 Вт/мС. Это почти в 19 раз больше, чем у вспененного пенополистирола. То есть, чтобы обойтись без теплоизолятора, необходимо возводить стену толщиной не менее 80-85 см. В случае с силикатным кирпичом потребуется выстраивать метровые несущие конструкции.
Древесный массив тоже часто используют для строительства домов. Он конкурирует с пенопластом немного лучше, чем красный кирпич. Теплопроводность древесины составляет 0,12 Вт/мС. Оказывается, это в три раза больше, чем у пенополистирола. Получается, если возводить стену из древесного массива, тогда понадобится сруб толщиной до 23 см, чтобы показатель теплопроводности оказался эквивалентен ПСБ с толщиной 5 см.
Важно! Характеристика передачи тепла у деревянной стены может варьироваться в зависимости от способа ее возведения и качества леса.
Сравнение стирола с пеноплексом
Пенопласт и пеноплекс — сравнительно одинаковые материалы, изготовленные с применением одних и тех же гранул. Единственное различие — технология склеивания, которая и дает неожиданные результаты при сравнении показателей.
Дело в том, что во время производства пеноплекса шарики стирола обрабатываются под давлением с приданием высокой температуры. В итоге получается пластичная масса, которая в застывшем виде является однородной и прочной. Пузырьки воздуха, которые остались внутри, равномерно распределяются по всей части плиты.
При формировании пенопласта, предварительно загруженный в форму материал просто обдается паром. В результате он получает структуру «попкорна», а связи, как следствие, между рыхлыми гранулами в разы слабее.
На основании этого можно отметить, что теплопроводность экструдированного пенополистирола лучше и соответствует показателю 0,028-0,034 Вт/мС. Таким образом, нужно будет всего 30 мм этого материала для замены 40 мм обычного пенопласта.
Важно! На случай, когда нет необходимости в высокой прочности утепленной стены, тогда можно смело отдавать предпочтение бюджетному пенопласту.
Особенности выбора листов пенопласта для утепления
В первую очередь, когда покупаете пенопласт, ориентируйтесь на сертификат качества. От него полностью зависит будет ли показатель теплопроводности соответствовать реальному значению, о котором мы говорили выше.
Бывает, когда производитель изготавливает продукт с использованием ГОСТа и собственного ТУ. В подобных ситуациях технические характеристики, в том числе и показатель теплопередачи может различаться.
Поэтому, чтобы купленный материал эксплуатировался с ожидаемым эффектом, нужно в магазине попросить продавца предоставить документ, подтверждающий технические характеристики материала именно той марки, которую вы выбрали.
Обратите внимание! Соответствие документа типу пенополистирола можно найти по специальным символам, которые обычно печатаются на боковой стороне каждого листа материала.
Как химический состав может повлиять на теплопроводность
Производитель может уверять, что пенопласт имеет стойкость к воспламенению. Но некоторый коэффициент возгорания у этого сырья все-таки имеется. Соответственно, выбирая материал нужно учитывать такой параметр, как самозатухание.
Пенопласт с индексом «С» имеет теплопроводность значительно выше, чем марки пенополистирола с обычными маркировками.
Почему важно помнить о паропроницаемости
Когда принято решение использовать пенопласт в качестве утеплителя для стен собственного дома, целесообразно вспомнить о паропроницаемости этого материала. Чем этот показатель ниже, тем лучше для эксплуатации теплоизолятора.
Дело в том, что многие утеплители не противостоят проникновению пара. Со временем он превращается во влагу и откладывается в слоях материала. Последний от этого портится и теряет свои качественные характеристики. Страдает и теплопроводность: пенопласт начинает пропускать тепловую энергию через себя и отдавать ее улице.
Особенности применения и числа в маркировке
Утеплитель из пенопласта может использоваться для комнатных и уличных условий. Это можно определить по коэффициенту теплопроводности. Например, если в названии продукта присутствует число «15», то такие листы подходят для наклеивания на вертикальные конструкции внутри помещений. Толщина этого сырья незначительная, соответственно не будет использовать полезное пространство.
Также встречается коэффициент с числом «25» это более качественный утеплитель, применяемый только для теплоизоляции стен с наружной стороны дома. Также его часто используют в условиях чердачных или подвальных помещений, где необходим усиленный уровень теплоизоляции. Пенополистиролом с таким коэффициентом можно утеплять межэтажные перекрытия, кровельные скаты в этажных многоквартирных домах и частном секторе.
Наиболее низкое значение теплопроводности имеют пенопласты, которые в маркировке имеют число «35». Такими материалами стараются утеплять заглубленные фундаменты, взлетно-посадочные полосы, автомобильные дороги и другие капитальные сооружения промышленного характера. Для дома такие плиты утеплителей использовать нерационально.
Заключение
Теплопроводность пенопласта от 50 мм толщиной и более может различаться за счет того, каким способом он изготовлен. Поэтому точно удостовериться в этом показателе можно только прочитав комплектующий документ, который идет к продукту. Нужно понимать, что только стандартизированный утеплитель будет соответствовать всем предусмотренным для него эксплуатационным характеристикам.
автор Добрынина София |
Теплопроводность пенопласта и другие важные технические характеристики
Перед тем, как совершить выбор теплоизолятора, нужно разобраться в том, какие именно факторы максимально влияют на сохранение тепла и, следовательно, выполнение непосредственных теплоизоляционных функций.
Для начала определим, что теплопроводность – это распространение теплоты от одних молекул, входящих в состав вещества и обладающих определенной температурой, к молекулам с иной температурой.
Такая миграция энергии (т. е. теплоты) осуществляется за счет того, что молекулы тесно контактируют друг с другом.
Внимание! Чем ниже теплопроводность, тем труднее материал проводит тепло – следовательно, не допускает охлаждения или перенагревания в изолированном материалом помещении.
Содержание
- 1 Теплопроводность пенопласта
- 2 Технические характеристики пенопласта
Теплопроводность пенопласта
Ниже будет приведен список, сравнивающий показатели коэффициента теплопроводности пенопласта с другими утеплителями:
- Пенопласт: 0.031-0.042 Вт/(м*К).
- Минеральная вата: 0.045-0.07 Вт/(м*К).
- Стекловата: 0.033-0.05 Вт/(м*К).
- Эковата: 0.038-0.045 Вт/(м*К).
Теплопроводность утеплителей зависит от того, как много воздуха они содержат: чем его больше, тем теплопроводность меньше, поскольку воздух – это хаотичное собрание молекул, количество и интенсивность контактов которых зависят от объема воздуха в утеплителе.
Пенопласт – это материал, в котором огромное количество воздуха. Его структура разделена на множество ячеек с толщиной от 0.2 до 0.8 сантиметров, которые изнутри заполнены воздухом. Соответственно, чем толще пенопласт, тем выше его коэффициент теплопроводности.
Совет: зная о зависимости теплопроводности от толщины размера листов пенопласта, вы можете купить пенопласт с большей теплопроводностью и большей толщиной, который будет функционально равнозначен утеплителю с меньшей теплопроводностью и меньшей толщиной.
О том, что влияет на выбор толщины слоев пенопласта для утепления стен, можно прочесть *ссылка*.
Теплопроводность, безусловно, зависит от плотности: чем она выше, тем ближе молекулы расположены друг к другу, тем чаще они соприкасаются и тем быстрее передается тепло.
Ниже будет приведен список, иллюстрирующий зависимость теплопроводности от плотности утеплителя:
- ПСБ-С 15: плотность 15 кг/кубометр; коэффициент = 0.037 Вт/(м*К).
- ПСБ-С 25: плотность 15.1 – 25 кг/кубометр; коэффициент = 0.035 Вт/(м*К).
- ПСБ-С 35: плотность 25.1 – 35 кг/кубометр; коэффициент = 0.033 Вт/(м*К).
После изучения значимости плотности и теплопроводности можно подытожить, что именно коэффициент теплопроводности оказывает решающее влияние на ключевую роль пенопласта – теплосбережение.
Технические характеристики пенопласта
При выборе пенопласта в качестве утеплителя обращают внимание на ряд технических характеристик, определяющих функциональные возможности теплоизолятора и, следовательно, тип помещения, для которого он подбирается:
- Прочность на сжатие является важным показателем, поскольку от ее величины зависит то, какое давление способен выдержать материал.
Превышение предела прочности – это причина механической деструкции изолятора. Чем больше эта величина, тем более прочен изолятор. ПСБ С-15: 0.04 МПа. ПСБ С-25: 0.08 МПа. ПСБ С-35: 0.14 МПа.
- Водопоглощение иллюстрирует способность вещества к удержанию воды в своей структуре (в случае пенопласта – в ячейках, заполненных воздухом). Чем больше воды удерживается изолятором, тем хуже его теплоизоляционные свойства – следовательно, чем больше этот показатель, тем сильнее он влияет на уменьшение теплоизоляции. ПСБ С-15: 4% по объему за сутки. ПСБ С-25: 3% по объему за сутки. ПСБ С-35: 2% по объему за сутки.
- Время самостоятельного горения марок ПСБ С-15, ПСБ С-25, ПСБ С-35: 4 секунды. Чем меньше это время, тем безопаснее материал.
- Пожарно-технические характеристики по СНиП 21-01-97 марок ПСБ С-15, ПСБ С-25, ПСБ С-35: Г1, В2, Д3, РП1.
- Диапазон рабочих температур марок ПСБ С-15, ПСБ С-25, ПСБ С-35: [-60; 80] по Цельсию.
Чем более широк радиус рабочих температур, тем более универсален утеплитель.
- Коэффициент паропроницаемости марок ПСБ С-15, ПСБ С-25, ПСБ С-35: 0.05 мг/(м.ч. Па). Чем больше этот коэффициент, тем сильнее он уменьшает теплоизоляционные свойства.
Это лишь неполный список из тех характеристик, которые учитываются при подборе модели пенопласта. Технический паспорт товара содержит в себе сведения о долговечности, влагостойкости, сохранении стабильных размеров материала и о некоторых других величинах.
Попробуем сопоставить данные, которые приведены выше, с тем, на какое применение рассчитаны рассмотренные разновидности пенопласта.
ПСБ С-15: задействован в защите малонагруженных конструкций.
ПСБ С-25: один из наиболее популярных видов, поскольку применяется в утеплении стен и полов.
ПСБ С-35: применяется в “массивных” конструкциях (например, в утеплении фундамента дома)
Тщательный анализ значимости множества характеристик, среди которых особенно важными являются теплопроводность и плотность теплоизолятора, позволяет понять, насколько важно отнестись ответственно к выбору утеплителя и почему у пенопласта есть преимущества перед другими теплоизоляторами.
Какой изолятор лучше: бумага, стекло, пластик или пенопласт?
••• Comstock Images/Stockbyte/Getty Images
Обновлено 11 декабря 2018 г.
Автор: Dot Summer
Теплопроводность материала определяет, насколько он хорош в качестве изолятора. Официальное определение теплопроводности – это количество тепла, передаваемое через единицу толщины в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, из-за единичного градиента температуры в установившихся условиях. Проще говоря, теплопроводность — это способность проводить тепло. Лучшими материалами для утепления являются материалы с наименьшей теплопроводностью.
Теплопроводность
Теплопроводность обычно описывается с точки зрения того, как быстро единица тепла, называемая БТЕ или Британская тепловая единица, может пройти через 1 фут материала за один час из-за разницы в 1 градус Фаренгейта.
Сравнение материалов
Стекло значительно уступает бумаге, пластику и пенополистиролу с точки зрения изоляции. Теплопроводность в единицах БТЕ/(футы – час – градусы Фаренгейта) составляет 1,82 для стекла, 0,09 для бумаги, 0,06 для пенополистирола. Электропроводность пластмасс варьируется в зависимости от материалов: для полипропилена и поликарбоната значения теплопроводности составляют 0,69.и 0,35 соответственно.
Горячие напитки и изоляция
Бумага, стекло, пластик и пенополистирол являются обычными материалами, используемыми в емкостях для горячих напитков. Принимая во внимание емкости одинакового размера, стеклянная емкость наименее эффективна для сохранения температуры чашки кофе. Хотя это и не используется в Соединенных Штатах, использование элегантных стеклянных чашек для подачи кофе или других горячих напитков распространено в Австрии, Испании и Индии.
Бумажные стаканчики против стаканчиков из пенопласта
Часто можно увидеть, как люди ходят с кофе в бумажных или пенопластовых стаканчиках. Изоляционные свойства бумаги и пенопласта не так уж отличаются, но чашки из пенопласта, как правило, намного толще бумажных, поэтому они дольше сохраняют ваш кофе горячим. Однако многим людям не нравится пить из пенопластовой чашки, потому что это не самый экологичный выбор. Бумага разлагается намного быстрее, чем пенополистирол.
Пластиковые кружки
Многие кофейные кружки изготавливаются из твердого пластика, полистирола или поликарбоната. Их теплоизоляционные свойства выше, чем у стекла, но ниже, чем у бумаги. Пластиковые дорожные кружки прочнее и толще бумажных или пенопластовых стаканчиков. Это не только улучшает теплоизолирующие свойства пластиковых кружек, но и делает их более безопасными при вождении с обжигающе горячими напитками.
Связанные статьи
Ссылки
- Инструменты U: Сравнение теплопроводности
- Engineering Toolbox: Теплопроводность
Об авторе
Дот Саммер начала писать в 1985 году. компания корпоративных коммуникаций. Саммер получила степень бакалавра наук в области сестринского дела в Университете Флориды и степень магистра в области бизнеса и компьютеров в Университете Вебстера.
Фото Кредиты
Comstock Images/Stockbyte/Getty Images
Лучший теплоизолятор | Физика Фургон
Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе
Подкатегория
ПоискЗадайте вопрос
Последний ответ: 22.10.2007
В:
Я только что провел эксперимент по изучению того, какой изолятор является лучшим. Я использовала 4 метериала (чашки) полистирол, бумагу, фарфор и металл. Полистирол был лучшим изолятором, за ним следуют бумага, фарфор и металл. Я понимаю, что это как-то связано с проводимостью, конвекцией и излучением, но не уверен точно, что и почему.
– Шинейд
A:
Привет, Шинейд!
Тепловая энергия может течь по трем упомянутым вами механизмам. теплопроводность, конвекция и излучение. Проводимость работает, когда тепло
энергия перетекает от горячего объекта к более холодному, когда они соприкасаются. Как
быстрый поток тепла по этому механизму зависит от температуры
разница между объектами и теплопроводностью
материалы и интерфейс, и площадь интерфейса. Конвекция
способствует теплопроводности, когда часть материала течет из одного
место к другому, унося с собой тепловую энергию. Горячая штучка
обычно расширяется, становится менее плотным и всплывает вверх, поэтому
конвекционные потоки возникают естественным образом, когда жидкости или газу позволяют
поток и есть разница температур от одного места до другого.
Радиация – это перенос тепловой энергии из одного места в другое с помощью
световые волны (или их длинноволновые родственники инфракрасные волны).
Все три чашки должны блокировать световое излучение изнутри наружу.
снаружи, хотя могут излучать инфракрасные волны от своей внешней поверхности к
окружение. Изоляция достигается за счет предотвращения попадания тепловой энергии
переход от внутренней поверхности к внешней поверхности.
Пенополистирол изготавливается в основном из воздуха, который хорошо проводит тепло плохо, но конвектирует хорошо. Пенополистирол задерживает воздух в маленьких карманах, препятствуя его течению, и поэтому он уменьшает проводимость и конвекцию в то же время.
Если ваша чашка изготовлена из твердого полистирола, а не версия с воздушным надувом, она все еще может хорошо изолировать, потому что длинный полимер цепи в пластике плохо проводят тепло. Пластиковые стаканчики есть как правило, толще, чем бумажные, и более толстая чашка делает лучше изолятор.
Бумажный стаканчик очень похож на пенополистироловый стаканчик, о котором я упоминал выше. с сухими древесными волокнами, задерживающими воздух. Обычно бумажные стаканчики вощеные, а воск — плохой проводник тепла (но лучше, чем воздух). это наверное тонкий и пропускает тепло.
Фарфор – это плотный материал, изготовленный из глины и каменистых
материалы.