Теплопроводность пенопласта и воздуха – Теплопроводность – пенопласт – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Рекомендуем прочитать:

nastroike.com

Теплопроводность пенопласта и как выбрать для утепления частного дома

Теплопроводность пенопласта и его теплопроводность в утеплении частного дома. Об этой характеристики говорят многие, но мало понимают о чем идет речь. Конечно же, это очень важно, но как получить теплопроводность?

Фактически разговор идет о том, что утеплитель не допустит передачу тепла и энергии через площадь, которую покрывает, а именно, речь идет о низкой теплопроводности. Коэффициент теплопроводности пенопласта – это основная характеристика, которая определяет порядок использования при утеплении конструкций и зданий разного вида.

Как достигается основа теплопроводности

Всем своим свойствам, как положительным, так и отрицательным, пенопласт (а по-другому его еще называют вспененным пенополистиролом) обязан стиролу и особенной технологической цепочке производства.

Для начала проводят насыщение стирола воздухом или газом, и делая из него гранулы, которые внутри пусты. Далее под действием пара объем гранул увеличивают во много раз со спеканием при присутствии в составе связующего вещества. Так, мы получаем лист из мелких шариков одинаковой формы, которые наполнены газом.

Хотя стенки их стирола тонкие, но они достаточно прочные. И даже если вы приложите достаточно усилий, будет не так просто разрушить целостность оболочки. Газ, который удерживается внутри, будет неподвижным при любых условиях использования, и тем самым обеспечит низкую теплопроводность пенопласта и площади, которую тот будет покрывать.

То, какова будет окончательная наполненность, зависит от плотности. Это значение может варьировать от 92% до 98%. Заметьте, что чем выше процент, тем плотность будет меньше, а значит, материал будет легче, теплопроводность – выше, а качество утепления тоже будет лучше.

Смысл понятия

Чтобы полностью понять словосочетание «теплопроводность пенопласта», для наглядности можно использовать физическую размерность. Данную величину измеряют в Вт/м*ч*К. Расшифровывается она так – количество ватт тепловой энергии, которая пройдет через толщину материала при площади 1м² за час при понижении температуры разогретой поверхность в 1 Кельвин.

«1 Кельвин = 1 градус по Цельсию»

По какой схеме происходит утечка тепла через утеплитель

Среди характеристик технического вида разная плотность материала отражается и на коэффициенте теплопроводности пенопласта. Этот показатель может колебаться от 0.033 до 0,041 единиц. Когда плотность увеличивается, значение (коэффициент) становится меньше.

Но даже при бесконечном повышении плотности никак нельзя добиться потерь, которые будут равны нулю. При переходе образной границы и дальнейшем увеличении плотности у нас получится лишь рост потери тепла, который на графике имеет форму скачкообразности. Важно понимать и то, что при повышении уровня плотности, количество газа и объем материала сократятся, и значит, термоизоляция будет хуже.

Путем опытов было выведено, что способность изолятора сохранять тепло достигало такого максимального значения – от 7-ти до 36 кг/м³. Данное число, которое указывают на упаковке, дает знать, сколько будет весить один кубометр утеплителя при указанной плотности. Если плотность небольшая – небольшим будет и вес. А это отдельное преимущество при укладке и монтаже.

Чем тоньше, тем теплее

Для представления данной физической величины в реальности, попробуйте провести сравнение других строительных материалов с пенопластом. Например, вы стоите и рассматриваете с торцы разрезы стен из всевозможных материалов. Для начала вы видите бетонную кладку, толщина которой составляет 3.2 метра, далее кирпичную кладку в пять кирпичей, толщиной 1.25 метра, далее достаточно тонкую деревянную перегородку, ширина которого будет около 0,4 метров. А в самом конце будет лист пенопласта, толщина которого всего 10 см! Но что общего среди всех этих материалов? Лишь одно – одинаковый коэффициент теплопроводности.

Так, при использовании низкой теплопроводности, вы можете прилично сократить расход дорогих материалов, который используют для монтажа, укладки и облицовки. Дом, выстроенный в 2,5 кирпича, будет настолько же надежен, что и дом в 5 кирпичей, но в первом случае расход на отопление будет выше. Если хотите более теплый дом, вам потребуется всего лишь утеплить стену на 5 см пенопластовой плитой. Прочувствуйте всю разницу! Это чистая экономия.

Особенности выбора

При выборе пенопласта по теплопроводности кто-то может решить, что сравнение, приведенное выше, некорректно. Невозможно сравнить материалы, которые очень разные между собой, причем и по составу, и по происхождению. Тогда давайте посмотрим и сравним на примере современных и популярных утеплителей: базальтовые (минеральные), экструдированный и вспененный пенопилистирол, пенополиуретан.

Но полученное сравнение не идет в пользу перечисленных выше материалов, так как уровень их теплоемкости выше почти в 1,4 раза, чем у простого пенопласта. Это значительно снижает потребительскую ценность, и опускает материалы на ступень ниже.

Сравнение экструдированного пенополистирола и пенопласта по теплопроводности – занятие не из простых. Это из-за того, что математические и физические показатели практически одинаковы. Но при определении лидерства в виде низкого коэффициента теплопроводности пенополистирола, пенопласт имеет огромное преимущество в виде низкой цены, которая ниже в 3-4 раза.

И даже в сравнении полиуретана и пенопласта в теплопроводности можно говорить о том, что пенополистирол отлично «держит удар». Коэффициент пенополиуретана меньше лишь на 30%, а вот цена. Не забывайте о том, что для монтажа нужна хотя бы минимальная квалификация и наличие специального оборудования, а для этого потребуются дополнительные затраты. А вот утепление пенопластом можно сделать своими руками, даже если вы до этого момента не занимались строительными работами. Как видите, есть над чем подумать, перед тем как сделать выбор.

ПСБ-С-15. Это материал, который обладает невысокой плотностью и высоким уровнем теплопроводности. Его используют для того, чтобы утеплить вертикальные конструкции внутри помещения. Это пенополистирол, в маркировке которого есть число «15». Отличается небольшой толщиной.

Утеплитель с числом «25» можно использовать при утеплении стен снаружи, а также для чердачных и подвальных перекрытий, кровель (плоских и скатных) и в частных домах, и для многоэтажек.

Самой высокой доступной плотностью обладает материал с пометкой в наименовании «35». Он отлично утепляет углубленные фундаменты,  дороги автомобилей, а также полосы для взлета и посадка самолетов.

И скорее всего не существует материала, который невозможно утеплить пенопластом. При условии того, что вооруженным глазом термоизоляцию никак невозможно увидеть, это не значит, что ее не существует. Убедиться в этом вы сможете, если на следующий месяц после установки получите счет за электроэнергию .

9 лучших строительных и мебельных магазинов!

• Parket-sale.ru- Огромный ассортимент ламината, паркета, линолеума, ковролина и сопутствующих материалов!
• Akson.ru- это интернет-гипермаркет строительных и отделочных материалов!
• homex.ru- HomeX.ru предлагает большой выбор качественных отделочных, материалов, света и сантехники от лучших производителей с быстрой доставкой по Москве и России.
•  Instrumtorg.ru – это интернет – магазин строительного, автомобильного, крепежного, режущего и другого инструмента, необходимого каждому мастеру.
• Qpstol.ru – “Купистол” стремится предоставить лучший сервис своим клиентам. 5 звёзд на ЯндексМаркет.
• Lifemebel.ru-  гипермаркет мебели с оборотом более 50 000 000 в месяц!
• Ezakaz.ru- Представленная на сайте мебель изготавливается на собственной фабрике в Москве, а так же проверенными производителями из Китая, Индонезии, Малайзии и Тайваня.”
• Mebelion.ru- – крупнейший интернет-магазин по продаже мебели, светильников, интерьерного декора и других товаров для красивого и уютного дома.

domsdelat.ru

Теплопроводность пенопласта – характеристики материала

Пенополистирол сегодня производится сотнями предприятий в огромных объемах – 60 % материала потребляет строительная отрасль, а остальное используется для потребительских нужд, например, для создания уплотнителей при перевозке мебели или бытовой техники. Свойства пенопласта хорошо изучены – ознакомимся с ними поближе.

Основные тепловые и технические характеристики пенопласта

В качестве главных технических характеристик пенопласта следует выделить три:

• теплопроводность материала;
• водонепроницаемость;
• устойчивость к химическим реакциям и бактериологическому воздействию.

Немногие догадываются, что пенопласт – это фактически воздух в застывшем состоянии. Исходного сырья – полимеризованного стирола – в плитах не более 2 %. Весь остальной объем занимает именно воздух, застывший в миллиардах крошечных ячеек, образованных вспененным стиролом. Именно воздух и обуславливает высочайшие тепловые и теплосберегающие свойства материала – теплопроводность воздуха одна из самых низких в природе и составляет всего 0,027 Вт/мК. Коэффициент теплопроводности гранул пенопласта немногим больше и равен 0,037 Вт/мК.

Для сравнения – всего 12 см толщины пенопласта по своим теплосберегающим свойствам способны заменить двухметровую кирпичную стену, полуметровую деревянную стену и железобетонную конструкцию, которая в толщине достигает свыше 4-х метров! В европейских странах в рамках экономии энергоносителей пенопласт нашел широчайшее применение в качестве утеплителя. Этим материалом можно утеплять не только стены, но и пол и потолок, его легко клеить на любые, в том числе и металлические поверхности. Ниже мы обсудим такой параметр, как теплоемкость, и узнаем, действительно ли он так важен в строительстве.

Важно понимать, что сам по себе пенопласт не сделает ваш дом теплее – он не нагревает помещение, его характеристики направлены строго на сохранение тепла. Благодаря ему вы перестанете отапливать улицу – дом без теплоизоляции отдает в атмосферу до 60 % тепла. Утепленный дом значительно легче обогреть, коэффициент экономии энергоресурсов повышается в разы.

Многие учитывают и такой показатель, как удельная теплоемкость гранул пенопласта, который равен 1,65 кДж/(кг*°К). Теплоемкость – это понятие редко упоминается при строительстве зданий и их утеплении. Обозначает оно скорость нагрева материала до определенной температуры и скорость его остывания. У кирпича теплоемкость в два раза меньше – он быстрее нагревается и быстрее стынет. Так что теплоемкость утеплителя также не подкачала.

Вторая важная характеристика материала – водонепроницаемость. Пенополистирол совершенно не гигроскопичен – сами гранулы стирола не впитывают влагу, не разбухают при контакте и не растворяются. Однако вода может проникнуть между гранулами, но ее количество даже при постоянном контакте будет не более 3 % от весового объема плиты. Впрочем, влага не задерживается на поверхности плит и испаряется при первом же повышении температуры. Важно то, что в процессе сам материал не теряет своих качеств и размеров. Пар, как и вода, также легко проникает сквозь пенопласт, разрушая все мифы о якобы его паронепроницаемости. Во всех марках этого утеплителя коэффициент паропроницаемости равен 0,05 мг/(м.ч. Па).

Устойчивость к химическим реакциям и бактериологическому воздействию – вспененный полистирол не является пищей для бактерий, не создает благоприятную среду для развития колоний грибков или водорослей и не потребляется в пищу животными. Существует мнение, что пенопласт любят грызуны – они якобы прогрызают в нем норы и живут в них. Но стоит заметить, что грызуны способны прогрызть и кирпичные стены, если за ними есть пища. Появились в доме мыши или крысы – ищите рядом свалку мусора, а не вините пенопласт.

Пенополистирол устойчив к воздействию щелочей, отбеливающих веществ, солевых растворов и даже неконцентрированных кислот, которые входят в ряд строительных материалов. Пенопласт можно без опаски штукатурить или красить, а также мыть мыльными растворами.

Второстепенные свойства пенопласта – используем с умом

Пенополистирол, помимо низкой теплопроводности, обладает еще одним замечательным качеством, которое широко используется в бытовом строительстве. Коэффициент звукопоглощения материала достигает от 0,18 до 0,58 при разных частотах звуковых колебаний. Поскольку пенопласт – это пористый материал с миллиардами ячеек, заполненных воздухом, звуковые волны, проходя сквозь этот материал, рассеиваются и теряют свою силу. Фактически звуковая энергия преобразовывается в тепловую.

Для обеспечения звукоизоляции достаточно слоя материала толщиной всего в несколько сантиметров. Так что утепляя квартиру изнутри, вы защищаете свой дом от соседского шума. Однако стоит помнить, что наиболее оптимальная звукоизоляция достигается только путем применения нескольких материалов с разными свойствами. Прочность – еще одна характеристика, о которой стоит упомянуть.

Материал неустойчив к точечным механическим повреждениям, однако имеет достаточно высокую прочность на изгиб и сжатие. Именно благодаря этому качеству возможно использование материала в процессе утепления пола.

Пенопласт – материал весьма долговечный при определенных условиях. Обеспечить их достаточно просто – нужно лишь изолировать пенополистирол от воздействия прямых солнечных лучей. Именно ультрафиолет способен ускорить процесс разложения гранул. Поэтому материал при наружном утеплении следует в обязательном порядке покрывать слоем защитной штукатурки.

Предел температур для пенополистирола в нижней границе составляет -1800 °С, а в верхней +800 °С. Пенопласт может также выдержать непродолжительное влияние (несколько минут) +950 °С. Синтетическое происхождение материала делает его неуязвимым для процессов гниения. Как утверждают многие производители, при обеспечении оптимальных условий пенополистирол может прослужить от 25 до 50 лет.

Пожароустойчивость – существует миф, что пенопласт является горючим материалом. При этом авторы этого мифа (в основном – производители конкурирующих утеплителей) забывают сказать, что температура самовоспламенения у пенополистирола достигает +4910 °С, что практически в два раза выше, чем у древесины. Более того, пенопласт не поддерживает горения и при отсутствии иного источника огня затухает в течение нескольких секунд – оплавленные слои попросту не дают более глубоким гореть. Если же вы действительно переживаете о пожаробезопасности вашего дома, то советуем в таком случае приобретать плиты, содержащие антипирены.

Опасен ли пенопласт – мифы и правда

Противники пенопласта заявляют – этот материал очень вреден, ведь в его основе находится стирол, продукт нефтепереработки, который является сильнейшим токсичным ядом. Кроме того, при его горении выделяются кислоты, которые также способны навредить нашему здоровью. Давайте подумаем – получается, дым от горения древесины абсолютно безопасен и им можно дышать? Нет, конечно же – продукт горения любого материала в той или иной степени опасен для нашего здоровья. Вот только пенопласт горит лишь при наличии источника огня и способен самозатухать, чего о древесине не скажешь.

Второй момент – количество стирола в изделиях. Современные производители научились снижать его содержания вплоть до 0,01 %. В среднем на рынке качественных материалов этот показатель не превышает 0,2 %. Учитывая то, что слой утепления из пенопласта прячется под штукатуркой или шпаклевкой, фактор выделения в воздух вредных веществ снижается в десятки раз. Навредить здоровью пенопласт может разве что в тех случаях, когда вы будете есть его на завтрак, обед и ужин. Но учитывая его несъедобность, и этот момент исключен. Факт безопасности пенополистирола доказывает и его всеобщее признание в странах Европы и на Западе, где очень высокие требования к безопасности материалов.

komfortnyeokna.com

Теплопроводность пенопласта + таблица | Школа ремонта

Основной характеристикой, благодаря которой пенополистирол получил широкое признание в качестве материала для утепления №1, является сверхнизкая теплопроводность пенопласта. Относительно небольшая прочность материала с лихвой компенсируется такими преимуществами, как стойкость к воздействию большинства агрессивных соединений, небольшой вес, нетоксичность и безопасность при работе. Хорошие теплоизолирующие свойства пенопласта дают возможность обустроить утепление дома по относительно небольшой цене, при этом долговечность такого утепления рассчитана на срок не менее 25 лет службы.

Что нужно знать о теплопроводности пенопласта

Способность материала к теплопередаче, проводить или задерживать тепловые потоки принято оценивать коэффициентом теплопроводности. Если посмотреть на его размерность – Вт/м∙Со, то становится понятным, что это величина удельная, то есть определенная для следующих условий:

• Отсутствие влаги на поверхности плиты, то есть коэффициент теплопроводности пенопласта из справочника — это величина, определенная в идеально сухих условиях, которых в природе практически не существует, разве что в пустыне или в Антарктиде;
• Значение коэффициента теплопроводности приведено к толщине пенопласта в 1 метр, что очень удобно для теории, но как-то не впечатляет для практических расчетов;
• Результаты измерения теплопроводности и теплопередачи выполнены для нормальных условий при температуре 20оС.

Согласно упрощенной методике, при расчетах термического сопротивления слоя пенопластового утеплителя нужно умножить толщину материала на коэффициент теплопроводности, затем умножить или разделить на несколько коэффициентов, используемых для того, чтобы учесть реальные условия работы теплоизоляции. Например, сильное обводнение материала, или наличие мостиков холода, или способ монтажа на стены здания.

К сведению! Выдаваемые СНиП и различными справочниками значения коэффициента в 0,37-0,39 Вт/м∙Со являются усредненной идеальной величиной. Вместо того чтобы возиться с учетом особенностей схемы утепления, проще использовать усредненное значение.

Насколько теплопроводность пенопласта отличается от других материалов, можно увидеть в приведенной ниже сравнительной таблице.

На самом деле не все так просто. Для определения значения теплопроводности можно составить своими руками или использовать готовую программу для расчета параметров утепления. Для небольшого объекта обычно так и поступают. Частник или самозастройщик может вообще не интересоваться теплопроводностью стен, а уложить утепление из пенопластового материала с запасом в 50 мм, что будет вполне достаточно для самых суровых зим.

Большие строительные компании, выполняющие утепление стен на площади десятков тысяч квадратов, предпочитают поступать более прагматично. Выполненный расчет толщины утепления используется для составления сметы, а реальные значения теплопроводности получают на натурном объекте. Для этого наклеивают на участок стены несколько различных по толщине листов пенопласта и измеряют реальное термосопротивление утеплителя. В результате удается рассчитать оптимальную толщину пенопласта с точностью до нескольких миллиметров, вместо приблизительных 100 мм утеплителя можно уложить точное значение 80 мм и сэкономить немалую сумму средств.

Насколько выгодно использование пенопласта в сравнении с типовыми материалами, можно оценить из приведенной ниже диаграммы.

От чего зависит теплопроводность пенопласта

Величина теплопроводности пенопласта, как и любого другого материала, зависит от трех основных составляющих:

1. температуры воздуха;
2. плотности пенопластовой плиты;
3. уровня влажности среды, в которой используется утеплитель.

К сведению! Кроме того, важно правильно рассчитать расположение в толще материала точки росы.

Как видно из схемы, при низких температурах воздуха градиент по толщине стенки линейно меняется от отрицательных значений на наружной поверхности облицовки до +20оС внутри помещения. Необходимо так подобрать теплопроводность и толщину материала, чтобы точка росы или, другими словами, температура, при которой начинают конденсироваться пары воды, находилась внутри массива пенопласта.

Влияние плотности и влажности окружающей среды

Несмотря на все заверения производителей, пенопласт способен поглощать и проводить водяные пары, для сравнения, величина паропроницаемости для пенопластового листа всего лишь на 20% ниже проницаемости древесины. Естественно, наличие водяных паров в толще пенопласта существенным образом влияет на его теплопроводность. Найти зависимость в справочниках практически невозможно, поэтому при расчетах делают эмпирическую поправку на теплопроводность, исходя из толщины теплоизоляции.

Пенопласт способен поглощать в поверхностных слоях до 3% воды. Глубина поглощения составляет 2 мм, поэтому при определении теплопроводности материала эти миллиметры выбрасывают из эффективной толщины теплоизоляции. Поэтому лист пенопласта толщиной в 10 мм будет в сравнении с листом в 50 мм иметь теплопроводность не в 5 раз больше, а в 7 крат. При значительной толщине пенопласта, более 80 мм, теплосопротивление увеличивается значительно быстрее, чем его толщина.

Вторым фактором, влияющим на теплопроводность, является плотность материала. При одинаковой толщине материал разных марок может иметь плотность в два раза больше. Принято считать, что 98% структуры утеплителя составляет высушенный воздух. С увеличением вдвое количества полистирола в плите, естественно, теплопроводность также увеличивается, примерно на 3%.

Но дело даже не в количестве полистирола, меняется размер шариков и ячеек, из которых состоит пенопласт, образуются локальные участки с очень высокой теплопроводностью, или мостики холода. Особенно это касается трещин и стыков, любых зон деформации и установки креплений. Поэтому при установке зонтичных дюбелей количество креплений рекомендуют ограничивать 3 точками.

Влияние химического состава на теплопроводность

Мало кто обращает внимание на особые свойства пенопласта. Сегодня наиболее серьезной проблемой пенопласта считается его способность к воспламенению и выделению токсичных продуктов сгорания. СНиП и ГОСТ требуют, чтобы пенопласт, используемый для утепления жилых зданий, имел время самозатухания не более 4 с. Для этого используются соли ряда цветных металлов, таких как хром, никель, железо, включение в состав веществ, выделяющих углекислый газ при нагревании.

В результате на практике пенопласт с индексом «С» — самозатухающий имеет теплопроводность значительно выше, чем обычные марки пенополистирола. Практика использования пенополистирола для утепления в Евросоюзе показала, что более выгодным и дешевым является нанесение на внешнюю поверхность немодифицированного пенопласта специального покрытия из газообразующих агентов. Такое решение позволяет сохранить теплосберегающие свойства и экологичность материала, одновременно значительно повысить пожаробезопасность.

Заключение

Теплопроводность пенопласта практически не меняется с течением времени, как, например, у минеральной ваты или газосиликатных блоков. Единственной проблемой является деградация пенополистирола под действием солнечных лучей и рассеянного ультрафиолета. При длительном облучении материал становится рыхлым, покрывается трещинами и легко наполняется конденсатом, поэтому для сохранения первоначального значения теплопроводности необходимо закрывать утеплитель облицовкой.

gorod-remont.ru

Теплопроводность пенопласта | Пенопласт и Пенополистирол