Теплопроводность пенополистирола, от чего зависит и на какие параметры влияет

Из всех бюджетных видов утеплителей, обладающих несущими способностями, пенопласт имеет минимальный коэффициент теплопроводности: не более 0,043 Вт/м·К при применении в обычных условиях. Отличные теплоизоляционные свойства объясняет ячеистая структура материала: только 2 % от общего объема занимают полистирольные стенки вспененных гранул, остальные 98 приходится на воздух. Как следствие, плиты пенопласта имеют низкий удельный вес и не перегружают строительные конструкции. Также положительно оценивается неизменность изоляционных параметров утеплителя в процессе эксплуатации. Пенопласт не боится намокания в сравнении с минватой, не теряет форму как эковата, единственным условием является закрытие его от лучей солнца.

Оглавление:

1. Что влияет на теплопроводность?
2. Взаимосвязь с другими параметрами
3. Сравнение разных марок

От чего зависит теплопроводность пенополистирола?

Теплоизоляционные свойства этого материала определяются объемом содержащегося внутри гранул воздуха. Сама по себе характеристика отражает количество перенесенной тепловой энергии от более горячего участка строительной конструкции к холодному, соответственно, чем она меньше, тем лучше. Плиты из пенополистирола в этом плане выигрывают у других утеплителей: ячеистая структура обеспечивает не только хорошую изоляцию, но и более равномерное распределение градиента температуры по всей толщине.

Распространенным заблуждением является мнение, что главным влияющим на теплопроводность фактором служит плотность пенопласта. На практике, эти две характеристики имеют линейную взаимосвязь, уплотнение приводит к уменьшению объема воздуха внутри гранул, но одновременно улучшает коэффициент водонепроницаемости материала и упрочняет стенки ячеек. Минимальная теплопроводность наблюдается у плит из пенополистирола с удельным весом около 30 кг/м3, увеличение плотности вызывает незначительное (доли процентов) ухудшение теплоизоляционных способностей и при достижении определенных показателей коэффициент становится неизменным – 0,043 Вт/м·К.

На практике значение зависит от:

• Структуры пенопласта: качественные марки с плотно запаянными ячейками лучше держат тепло.
• Толщины плит.
• Условий эксплуатации: влажности и температуры (возрастание последней приводит к снижению теплопроводности пенопласта).

Взаимосвязь с другими характеристиками и показателями

Для достижения нужного эффекта энергосбережения проводится теплотехнический расчет толщины прослойки из пенопласта. Теплопроводность утеплителя при этом является главным учитываемым фактором, наряду с общей величиной сопротивления, определяемой климатическими особенностями региона и типом строительной конструкции. Практика показывает, что максимальная толщина (и, соответственно, минимальная теплопроводность) требуется при обустройстве полов, фундаментных участков, подвалов и перекрытий. В этом случае используются марки от 0,033 до 0,038 Вт/м·К. При утеплении внешних стен приобретается пенопласт со средним значением характеристики (от 0,037 Вт/м·К).

Замечено, что величина коэффициента теплопроводности ухудшается при длительной эксплуатации в условиях повышенных температур (верхний предел составляет 80 °C). Также пенопласт теряет свои теплоизоляционные способности при изменении структуры под прямым воздействием солнечного излучения и атмосферных осадков. Этого легко избежать – достаточно просто закрыть плиты сайдингом, стяжкой, штукатуркой или краской. Последним важным требованием является отсутствие мостиков холода: вне зависимости от величины теплового сопротивления утеплителя неплотная укладка плит приводит к потерям температуры. Для предотвращения подобной ситуации все возможные стыки аккуратно заполняются монтажной пеной (выбираются марки с минимальным вторичным расширением, не сдвигающие материал) и герметизируются, в идеале укладывается два слоя пенополистирола со смещением листов.

Сравнение теплопроводности у марок с разной плотностью и назначением

Более наглядно зависимость теплоизоляционных свойств от степени наполненности пенопласта и закрытости его структуры показывает сопоставление этих параметров у продукции разных видов. Не секрет, что при равной толщине плит теплопроводность экструдированного пенополистирола более низкая в сравнении с обычным. Хорошую изоляцию также обеспечивают гранулы, точное значение зависит от размера фракций, но в целом лучшие наблюдаются у вспененной крошки, худшие – у дробленки. Результаты сравнения характеристик разных марок сведены в таблицу:

Наименование марки пенопласта		Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности, Вт/м·К
Кнауф Терм	Дача	15	0,048
	Стена	25	0,04
	Фасад	35	0,031
	Пол	40	0,035
	Дом	40-42	0,032
	Кровля		0,036
ПСБ-С		До 15	0,043
		15-25	0,041
		15-35	0,038
		50
Экструдированный пенополистирол		33-38	0,03
		38-45	0,032
М-50 вспененная крошка с размером гранул от 0,5 до 1 мм		30*	0,036
М-25, то же с более крупными гранулами (4-6 мм)		10*	0,042
Дробленка (3-6 мм)		11*	0,05

* — насыпная плотность материала.

Результаты сравнения доказывают, что плотность пенопласта влияет на теплопроводность линейно и косвенно. Тяжелые марки экструдированного пенополистирола обладают лучшими изоляционными свойствами, несмотря на снижение объема воздуха внутри ячеек, низкая теплопроводность у них достигается за счет введения графитовых добавок и хорошей влагостойкости.

Как следствие, значение этого показателя стоит уточнить еще до выбора и приобретения утеплителя, он относится к основным рабочим характеристикам и обязательно подтверждается соответствующей документацией от производителя (указывается ГОСТ и итоги испытаний).

Коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола

Экструдированный пенополистирол обладает пористой структурой, благодаря которой отлично сохраняет тепловую энергию. Теплопроводность материала зависит от его плотности, характеристика которой выносится в его маркировку. В отличие от пенопласта, ячейки которого заполнены газом, этот теплоизолятор содержит внутри себя воздух, который не испаряется, сохраняя свойства даже при намокании.

Рис.1 Смещение точки росы при снижении теплопроводности материала

Понятие теплопроводности материалов

Любые тела, газообразные, жидкие среды при контакте друг с другом стремятся выровнять температуру молекул, из которых состоят. Обмен частиц различных материалов энергией и называется теплопроводностью.

Например:

• в зимнее время холодный уличный воздух стремится выровнять температуру внутри помещений;
• для чего забирает тепловую энергию у стен зданий;
• которая передается им нагретым от регистров отопительных приборов воздухом.

Положительный коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола означает передачу энергии лишь в сторону увеличения температуры. Вещества с отрицательным коэффициентом ТП понижают температуру окружающей среды (инертные газы, использующиеся в климатическом оборудовании).

В строительстве применяются материалы, способные предотвратить теплопотери, защитить жилище от холода. Поэтому, тепловой барьер должен быть непрерывным, чтобы отсутствовали мостики холода, сводящие на нет усилия по теплоизоляции здания.

Рис.2 Сравнение теплопроводности конструкционных, теплоизоляционных материалов

Факторы, влияющие на теплопроводность пенополистирола

Плотность материалов показывает содержание в них воздуха, с увеличением этой характеристики коэффициент теплопроводности снижается. Для пенополистирола при увеличении плотности от 10 до 35 кг/м3 он снижается с 0,044 единиц до 0,032 единиц. Для облегчения расчетов при проектировании производители утеплителя добавляют в состав графит, выравнивая теплопроводность пенополистирола любой плотности до единого значения 0,055 единицы.

Поэтому, приобретая на строительном рынке листы ЭППС, потребителю не нужно проверять данную характеристику материалов разной плотности.

Сравнение пенополистирола с прочими теплоизоляторами

Утеплители используются в строительстве для снижения толщины стен, перекрытий, кровельного пирога.

Конструкционные материалы этих силовых конструкций оклеиваются теплоизолятором для распределения свойств:

• бетон, кирпич, дерево обеспечивают стабильную геометрию коробки здания, прочность, достаточную для эксплуатационных нагрузок;
• пенополистирол создает тепловой барьер для снижения теплопотерь.

Слой этого материала в 2 см успешно заменяет:

• 27 см пенобетона;
• 37 см кирпича;
• 20 см пиломатериала;
• 4 см минваты;
• 3 см пенопласта;

Основным достоинством ПСБ-С является сохранение свойств при контакте с водой. Недостаток заключается в оплавлении при контакте с открытым огнем. Присутствие в материале антипиренов не может полностью решить проблему пожаробезопасности. Поэтому, пенополистирол запрещен нормативами СНиП для полного оклеивания фасадов.

Вокруг оконных, дверных блоков, в межэтажных противопожарных отсечках допускается только негорючая базальтовая вата. Вся остальная плоскость наружной стены может быть защищена в целях экономии экструдированным пенополистиролом.

С этой статьей также читают:

Высокая теплозащита

Надежную теплозащиту обеспечивает коэффициент теплопроводности, который обозначается знаком – λ (лямбда). Показатель теплопроводности напрямую влияет на количество материала необходимого для утепления стен, кровли или фундамента, и как следствие на стоимость решения по утеплению дома. У эффективного утеплителя λ (лямбда) = 0,032 Вт/м-К.

Так, например, дешевого утеплителя с плохим (высоким) коэффициентом теплопроводности потребуется гораздо больше для того, чтобы обеспечить требуемую теплозащиту.

Коэффициент теплопроводности нельзя «пощупать руками», но от его значения, безусловно, зависит эффективность утеплителя. Производители указывают коэффициент теплопроводности в ТУ на продукцию и на своих интернет-сайтах, обращайте внимание на значение λ (лямбды).

Обратите внимание, что существуют такие параметры как λА и λБ (А — сухой климат, Б — влажный климат). Большинство регионов нашей страны находится во влажном климате, поэтому, выбирая теплоизоляцию, стоит больше ориентироваться на значения показателя λБ. 

Именно λБ отражает коэффициент теплопроводности в условиях, приближенных к реальным, а не лабораторным (т.е. с учетом того, что теплоизоляция будет впитывать определенное количество влаги из окружающей среды). Если показатели λА и λБ утеплителя существенно различаются, то это говорит о высоком водопоглощении теплоизоляции.

Утеплитель должен ГРЕТЬ, а не гореть!

Горючий утеплитель или нет – это не имеет значения, если он находится внутри конструктива. Пожаробезопасность совершенно не играет никакой роли, если, например, утеплитель закапывают в землю при утеплении фундамента или кладут под стяжкой при утеплении пола. При строительстве кирпичного дома стеновой утеплитель будет находиться внутри так называемой «колодезной кладки», где горючесть так же не имеет никакого значения.

Доверяйте жизненной логике, а не советам маркетологов. К примеру, мы с вами хорошо понимаем, что такое жить в деревянном доме, а по их логике такие строения давно пора было бы запретить — это же скопление самых настоящих дров!

Экструзионный пенополистирол | утеплитель пенополистирол: характеристики, плотность

ПЕНОПЛЭКС^® представляет собой вспененный экструдированный пенополистирол, изготавливаемый методом экструзии из полистирола общего назначения.

Процесс экструдирования пенополистирола разработан более 50 лет назад в США. Данный метод позволяет получить экологически чистый утеплитель с равномерной структурой, состоящий из миллионов мелких ячеек размерами 0,1-0,2 мм. Экструдированный пенополистирол Пеноплэкс отличается множеством полезных свойств: не боится воды, имеет малую массу и легко монтируется. Пеноплэкс – великолепная наружная теплоизоляция и не менее эффективная теплоизоляция внутри помещений. 

Преимущества утеплителя Пеноплэкс:

• низкая теплопроводность;
• минимальное водопоглощение;
• высокая прочность на сжатие;
• долговечность;
• морозостойкость;
• экологичность.

Утеплитель ПЕНОПЛЭКС^® обладает стабильно низким расчетным коэффициентом теплопроводности, поэтому для теплоизоляции дома требуется гораздо более тонкий слой ПЕНОПЛЭКС^®, чем других утеплителей.

ПЕНОПЛЭКС® — экструзионный пенополистерол: технические характеристики

Физико-механические свойства		Технические нормы	Ед. изм.	«ПЕНОПЛЭКС»
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, не менее		ГОСТ EN 826-2011	МПа (т/м2)	0,20 (20)
Предел прочности при статическом изгибе		ГОСТ 17177-94	МПа	0,25
Водопоглощение за 24 часа, не более		ГОСТ 15588-86	% по объему	0,4
Категория стойкости к огню		ФЗ-123	группа	Г3 (с антипиренами)
Коэффициент теплопроводности λлаб.		ГОСТ 30256-94	Вт/м∙ºК	0,033
Стандартные размеры	толщина	ТУ 5767-006-54349294-2014	мм	20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 150
	ширина			600
	длина			1200
Температурный диапазон эксплуатации		ТУ 5767-006-54349294-2014	ºС	-100….+75

Области применения:

Утепление экструзионным пенополистиролом широко применяется в промышленном и гражданском, в том числе малоэтажном строительстве, сельском хозяйстве, холодильной промышленности, строительстве спортивных сооружений, а также при прокладке железных дорог, взлетно-посадочных полос, автомагистралей и трубопроводов.

Утеплитель ПЕНОПЛЭКС^® — по природе химически инертен, не подвержен гниению, упруг и пластичен. Работать с ним можно при любых погодных условиях без каких-либо средств защиты от атмосферных осадков.

Утеплитель пенополистирол, плиты из которого легко обрабатываются и чрезвычайно просты в монтаже, становится все популярнее буквально день ото дня, являясь наиболее востребованным теплоизоляционным материалом не только современности, но и обозримого будущего.

ПЕНОПЛЭКС^® — яркий представитель нового поколения теплоизоляционных материалов. Он идеально подходит для решения задач по сбережению тепла. Основные достоинства материала делают его незаменимым в гражданском и промышленном строительстве.

 

По вопросам сотрудничества обращайтесь к дистрибьюторам ПЕНОПЛЭКС^® в своем регионе.

ПЕНОПЛЭКС® — оптимальное техническое решение для теплоизоляции плоских кровель

Экструзионный пенополистирол, из которого изготовлены плиты ПЕНОПЛЭКС®, превосходит широко распространенные теплоизоляционные материалы по всем техническим критериям выбора утеплителя для плоских кровель, а для инверсионных кровель является безальтернативным.

При выборе теплоизоляционного материала главным критерием является его теплозащитная способность. Это свойство выражается коэффициентом теплопроводности (λ). У плит ПЕНОПЛЭКС^® из экструзионного пенополистирола он не превышает 0,034 Вт/м∙°С в самых неблагоприятных условиях, в том числе при эксплуатации «Б», т.е. при сочетании неблагоприятных влажностных факторов (см. таблицу 2 в п. 4.3 СП 50.13330.2012). Сразу отметим, что проектировщики используют в своих расчетах λ_А или λ_Б (при эксплуатации «А» или «Б»), т.е. расчетный коэффициент теплопроводности материала не в сухом состоянии, а в реальных условиях, в том числе при повышенной влажности, когда у большинства утеплителей теплопроводность существенно возрастает, т.е. ухудшается.

Коэффициент теплопроводности 0,034 Вт/м∙°С — это показатель, заявленный компанией «ПЕНОПЛЭКС». Выбирая материал, многие специалисты не всегда довольствуются данными производителя и предпочитают собрать информацию из нескольких источников. Резонно предположить, что наиболее авторитетным источником будет уже упомянутый нормативный документ СП 50.13330.2012, которым проектировщики и строители обязаны руководствоваться при проектировании и устройстве теплозащиты. В данном СП имеется приложение «Т» под названием «Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий». Любопытно, что там значения λ_Б для экструзионного пенополистирола еще ниже — 0,031-0,032 Вт/м∙°С, а значит лучше, чем заявляет производитель. Это объясняется тем, что производитель учитывает срок службы материала, весьма немалый. По результатам испытаний в НИИ Строительной физики РААСН долговечность плит ПЕНОПЛЭКС^® составляет не менее 50 лет. Но у других широко распространенных теплоизоляционных материалов λ_Б существенно выше, чем даже 0,034 Вт/м∙°С. По данным приложения «Т» к СП 50.13330.2012, этот параметр составляет от 0,044 до 0,055 Вт/м∙°С (минераловатные плиты из стеклянного и каменного волокна) и 0,044–0,059 Вт/м∙°С (беспрессовый пенополистирол, ПСБ).

Вторым критерием выбора теплоизоляционного материала является влагостойкость. Теплопроводность воды более чем в 10 раз выше, чем у широко распространенных утеплителей. Попадая в структуру материала, вода резко снижает теплозащитные свойства. Именно благодаря уникальной закрытой мелкоячеистой структуре экструзионный пенополистирол не впитывает влагу. Водопоглощение плит ПЕНОПЛЭКС^® не превышает 0,5% по объему, что можно считать пренебрежимо малой величиной. Минеральная вата обладает волокнистой структурой, поэтому быстро поглощает воду и теряет теплозащитные свойства. То же можно сказать и о зернистом ПСБ.

Важно отметить, что для инверсионных плоских кровель имеется строгое нормативное требование (согласно п. 5.4.3 СП 17.13330.2017 «Кровли») по водопоглощению для теплоизоляционного материала — не более 0,7%. Этому условию соответствует только экструзионный пенополистирол.

В том же пункте норматива изложено требование к инверсионным кровлям по прочности, которому, опять-таки, отвечает только экструзионный пенополистирол. Прочность на сжатие теплоизоляционного материала должна быть не менее 100 кПа. Плиты ПЕНОПЛЭКС^®, применяемые для утепления кровель, имеют прочность на сжатие при 10%-ной деформации не менее 150 кПа (0,15 МПа), а для инверсионных кровель производитель рекомендует плиты ПЕНОПЛЭКС^® ГЕО, у которых этот показатель еще выше — от 0,3 МПа. У самой прочной минеральной ваты данный параметр не превышает 0,07 МПа.

Прочность — третий важный критерий выбора теплоизоляции для плоской кровли, которая должна выдерживать нагрузки при обслуживании крыши.

Таким образом, экструзионный пенополистирол имеет явные преимущества перед другими широко распространенными утеплителями по теплопроводности, влагостойкости, прочности и долговечности. Но это еще не полный список. Плиты ПЕНОПЛЭКС^® из экструзионного пенополистирола экологически безопасны, биостойки, удобны в монтаже.

В заключение следует упомянуть о пожарной безопасности кровель с применением теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^®. Все кровельные системы, разработанные компанией «ПЕНОПЛЭКС», прошли оценку противопожарных характеристик во ВНИИПО МЧС России и имеют класс пожарной опасности К0. 

На рис.: кровельная система «ЭКСТРА» с применением ПЕНОПЛЭКС^® в качестве теплоизоляции и уклонообразующего слоя

 

1 — Гидроизоляция PLASTFOIL^® производства компании «ПЕНОПЛЭКС»

2 — Крепеж

3 — Разделительный слой из геотекстиля

4 — Уклонообразующий слой из сборных элементов ПЕНОПЛЭКС^® УКЛОН

5 — Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^®

6 — Пароизоляция

7 — Основание

 

Для многих технических решений кровель с теплоизоляцией ПЕНОПЛЭКС^® разработаны BIM-модели, которые можно скачать с официального сайта компании.

На первой фотографии: теплоизоляция кровли цеха магнезитных изделий (ЦМИ) № 2 завода «Группы Магнезит» в городе Сатке Челябинской области

 

Коэффициент теплопроводности пенополистирола, характеристики

Выбор пенополистирола для утепления основывается на степени теплопроводности, которая должна соответствовать климатическим условиям, назначению помещения, необходимой степени утепления. При этом также учитывают другие свойства и условия, ведь они могут влиять на эффективность полистирола в процессе его эксплуатации.

Коэффициент теплопроводности определяет эффективность материала и качество утеплительного слоя.

 Свойства пенополистирола

Безопасные полистирольные плиты используют для утепления разных помещений, так как материал обладает оптимальными для этой цели характеристиками.

Существуют плиты пенополистирола, имеющие пористую поверхность и отличающиеся эффективностью. Обычный пенопласт является экструдированным пенополистиролом и имеет более низкие характеристики, чем первый вариант материала.

При этом обе структуры востребованы и используются при обустройстве зданий и объектов даже при резких перепадах температур. Пенополистирол в плитах и экструдированный материал отличаются структурой, но в любом случае содержат воздух. Это защищает листы от перепадов температур и иных воздействий.

Первый утеплитель имеет поры, благодаря которым и обеспечивается теплоизоляционный эффект. Пенопласт экструдированного типа состоит из гранул, скрепленных между собой.

Свойства этих вариантов полистирола заключаются в следующем:

• Низкое влагопоглощение и стойкость к перепадам температур;
• Универсальное применение для утепления разных объектов;
• Низкая стоимость и широкий выбор форм;
• Возможность осуществления любой финишной отделки поверх утеплителя;
• Стойкость ко многим химическим составам.

Пенопласт и пенополистирол отличаются характеристиками, но имеют общие черты. Теплопроводность каждого материала зависит от плотности структуры и поэтому необходим внимательный выбор.

При этом стоит учесть, что плотность и теплопроводность могут быть не связаны друг с другом. Обусловлено это тем, что часто при изготовлении пенополистирола используют графитовые добавки, позволяющие сохранить коэффициент материала разной плотности на одном уровне.

Такой состав эффективен в применении и позволяет обеспечить хорошую теплоизоляцию при минимальном слое материала.

Обычный или экструдированный пенополистирол отличается слабой устойчивостью к воздействию ультрафиолета.

Поэтому слой утеплителя требует внешнего покрытия. Негативно отражаются на материале химические средства, например, ацетон. При пожаре полистирольные листы плавятся и горят, поэтому, структура небезопасна для применения внутри помещений.

Экструдированный пенополистирол

Современным и эффективным утеплителем является экструдированный пенополистирол. Сырье для производства такого вещества — полистирол в гранулах. Автоматизированный процесс изготовления заключается во вспенивании элементов под высоким давлением. На этом этапе добавляются и другие различные компоненты, которые улучшают и совершенствуют свойства.

Качественный экструдированный пенополистирол имеет хорошие технические характеристики:

• Низкий уровень водопоглощения;
• Устойчивость к температурным воздействиям;
• Высокое сопротивление деформации;
• Удобный и легкий монтаж.

Использовать экструдированный пенополистирол можно в различных помещениях, так как материал безопасен. Стоит отметить и то, что такой элемент устойчив к горению и пожаробезопасен. Несмотря на все преимущества, пенополистирол имеет и недостатки.

Например, после длительного воздействия и контакта с поливинилхлоридом элементы утеплителя разрушаются. То же происходит и под воздействием ультрафиолетовых лучей. Не стоит использовать листы пенополистирола в помещениях с очень высоким уровнем влажности, так как это негативно отразится на стенах и приведет к развитию грибка и плесени.

Характеристики пенополистирола

Такой важный показатель, как теплопроводность, означает способность материала проводить тепло. Структура, которая задерживает тепло внутри помещения наилучшим образом, является оптимальной для утепления. На этот показатель влияют плотность и толщина. Исключением является пенопласт, при изготовлении которого используют графитовые компоненты.

Эти виды материала имеют марки EPS 50, 70, 80, 100, 120, 150 и EPS 200. Их теплопроводность составляет 0.031 — 0.032 Вт/Мкв. Структура с добавками может иметь более высокую стоимость, чем обычный пенопласт или экструдированные варианты полистирола.

На теплопроводность обычного полистирола влияют:

• плотность и толщина материала,
• влагопоглощаемость,
• наличие пор, содержащих воздух,
• общая структура.

Пенопласт и его виды — пористые материалы, то есть содержат воздух, который хорошо удерживает тепло. Благодаря этому и обеспечивается эффективность материала для утепления и оптимальная теплопроводность.

Высокая плотность способствует быстрому проникновению теплого воздуха через слой изоляции.

По сравнению с силикатным кирпичом экструдированные листы имеют низкую плотность. У кирпича этот показатель равен примерно 1800 кг/м3, а пенополистирол обладает характеристикой в 18 кг/м3. Поэтому при выборе используют таблицу данных разных материалов. Такое сравнение позволяет подобрать лучший вариант.

Оптимальная теплопроводность экструдированного пенополистирола без добавок зависит как от толщины, так и от плотности. Все данные содержит таблица особенностей теплоизоляторов. Чем выше этот показатель, тем менее эффективен утеплитель.

Для сравнения можно рассмотреть структуры разной плотности:

• Материал с плотностью структуры в 10 кг/м3 обладает теплопроводностью в 0,044 Вт/Мкв;
• Для структуры в 15 кг/м3 характерна эффективность в 0,038 Вт/Мкв;
• Листы с плотностью в 20 кг/м3 обладают коэффициентом в 0,035 Вт/Мкв;
• Плиты 25 кг/м3 — коэффициент 0,034 Вт/Мкв;
• Листы плотности 30 кг/м3 — 0,033 Вт/Мкв;
• Для плит в 35 кг/м3 характерен коэффициент в 0,032 Вт/Мкв.

Оптимальный коэффициент теплопроводности экструдированного листа делает его эффективным для обустройства различных объектов. При этом стоит учитывать другие свойства материала. Например, пенопласт не устоит против грызунов, и экструдированные плиты не отличаются таким свойством.

На коэффициент теплопроводности влияет толщина используемых плит. Тонкий материал до 30 мм используют внутри помещений для обустройства перегородок. Качественные плиты толщиной до 100 мм более эффективны и подходят для внутренней или внешней обшивки поверхностей.

Элементы толщиной более 100 мм используют при сооружении опалубки фундамента здания в суровых условиях.

Расчет толщины утеплителя точно вычислить сложно, ведь при этом учитывают проводимость тепла материала стен. И также важен учет климатических условий, варианта облицовки, конструкции объекта.

Примерный расчет коэффициента провести можно, используя показатель необходимого теплосопротивления конструкций для определенного региона и коэффициент подобранной марки изолятора. При этом расчет проводится по формуле R=p/k. Показатель p — толщина пенопласта для стен, R — степень теплосопротивления, k — коэффициент уровня теплопроводности.

Особенного внимания требует структура материала, которая влияет на коэффициент теплопроводности. Мелкие гранулы полистирола, равномерно распределенные и содержащие воздух, обеспечивают высокие характеристики.

Если же плиты имеют крупные гранулы и рыхлую структуру, то слой термоизоляции будет неэффективным.

Разные марки утеплителя для стен обладают различными характеристиками. Обычная структура имеет обозначения ПСБ-С 15, а также ПСБ-С 25 и 25Ф и ПСБ-С 35 и 50. Каждая марка предназначена для определенной цели, но универсальным применением отличается ПСБ-С 25.

Число в маркировке указывает на максимальную плотность плит. Это или специальная таблица сравнения позволяют легко подобрать листы для обустройства стен и зданий.

По сравнению с другими видами термоизоляторов экструдированная структура позволяет утеплить стены и иные поверхности максимально эффективно. Стоит помнить, что параметры компонента определяются в зависимости от многих факторов. Поэтому выбор толщины и всех характеристик должен быть тщательным.

Предварительно нужно провести сравнение экструдированной структуры с другими подходящими вариантами. Для этого можно использовать таблицу с данными о теплоизоляторах для стен или иных поверхностей.

Пенопласт и его коэффициент теплопроводности. Экструдированный пенополистерол

Коэффициент теплопроводности пенопластов складывается в общем случае из коэффициентов теплопроводности твёрдой фазы, газа , а также конвективной и лучистой, или радиационной составляющих. При использовании пенопластов в качестве теплоизолирующих материалов следует по возможности уменьшить вклад каждой из компонент в суммарную величину . Вклад величины весьма мал по двум причинам. Во-первых, коэффициент теплопроводности полимерной фазы весьма незначителен и составляет 0,1-0,3 ккал/м*час*град. Во-вторых, доля полимерной фазы (стенок и рёбер ячейки) в пенопластах занимает незначительную часть общего объёма материала.

Коэффициент теплопроводности  пенопластов складывается в общем случае из коэффициентов теплопроводности твёрдой фазы, газа , а также конвективной и лучистой, или радиационной составляющих.

При использовании пенопластов в качестве теплоизолирующих материалов следует по возможности уменьшить вклад каждой из компонент в суммарную величину . Вклад величины  весьма мал по двум причинам. Во-первых, коэффициент теплопроводности полимерной фазы весьма незначителен и составляет 0,1-0,3 ккал/м*час*град. Во-вторых, доля полимерной фазы (стенок и рёбер ячейки) в пенопластах занимает незначительную часть общего объёма материала.
 

 
Уменьшение пенопласт коэффициент теплопроводности за счёт снижения доли твёрдой фазы не всегда возможно, не все полимеры можно вспенивать с высокой кратностью), не всегда целесообразно (по экономическим и технологическим соображениям) или нежелательно (чем меньше объёмный вес, тем, в частности, ниже прочностные показатели пенопластов). Коэффициент теплопроводности определяется в основном составом газовой фазы. Газ, содержащийся в ячейках вносит наибольший вклад в теплопередачу, потому что объёмное содержание газа в пеноматериале обычно превышает 90%.
 
 
 Одним из важнейших факторов, увеличивающих теплопроводность пенопластов в строительстве в процессе эксплуатации, является влияние влаги окружающей среды. Особенно велико действие влаги на повышение теплопроводности в том случае, когда существует резкий перепад температур на поверхностях образца. Например, при использовании пенопластов в холодильной технике, когда внутренние слои материала находятся при отрицательных температурах, водяные пары сначала конденсируются в ячейках пенопласта, а затем превращаются в лёд. Поскольку коэффициенты теплопроводности воды и льда составляют соответственно 0,5 и 1,5 ккал/м*час*град, то даже незначительные их количества способствуют резкому ухудшению теплоизоляционных свойств пенопластов. Поэтому структура вспененного материала, а точнее — соотношение общего объёма «изолированных» ячеек и «открытых» пор и их размер имеют решающее значение на получемеый теплоизоляционный эффект.
 

 
Чем выше процент изолированных (закрытых) ячеек и чем меньше размер ячеек, тем меньше проникновение паров влаги в теплоизоляционный материал, а следовательно и больший энергосберегающий результат.
Строительные компании, которым не безразлична их репутация для теплоизоляции трубопроводов систем кондиционирования, водоснабжения и охлаждения выбирают эластичные вспененные материалы на каучуковой основе.
В сопроводительной документации все компании, производящие эти материалы, акцентируют внимание покупателей на том, что эти вспененные каучуковые материалы имеют «закрытоячеистую» структуру. Следует отметить, что эластичных вспененных материалов со 100%-й «закрытой» структурой ячеек не существует, т. к. полностью избежать образования «дыр» в стенках ячеек в процессе вспенивания даже при методе высоких давлений невозможно.
 
 
Известно, что у зарубежных теплоизоляционных материалов на каучуковой основе используется общий технологический приём — свободное (неограниченное) вспенивание при нагреве в туннельных печах трубчатых или листовых заготовок, содержащих необходимые компоненты, обеспечивающие синхронизацию процессов вулканизации каучука и разложение химического газообразователя. От состава каучуковых смесей, условий вспенивания и других особенностей технологий зависит качество получаемых материалов и прежде всего процентное соотношение «закрытых» и «открытых» пор. Однако, неоспорим тот факт, что при свободном вспенивании процент «закрытых» пор всегда будет меньше, чем в случае, если вспенивание проводить «ограниченное», то есть под определённым давлением, позволяющим недопустить разрушение ячеек.
В этом и состоит отличие «Олигопена» от близких ему по полимерной основе и структуре материалов. Высокая прочность «Олигопена» является косвенным подтверждением того, что «дефектных» ячеек у «Олигопена» значительно меньше, при этом размеры ячеек в 5-20 раз меньше, чем в аналогичных материалах. 
 
Читайте подробнее: как правильно утеплять кровли и стены пенопластом и пеноизолом, изготовление пенопласта в домашних условиях.

Теплопроводность и применение пенопласта

Теплопроводность пенопластов зависит от химического состава, а также от количества, размера и расположения пор.

Коэффициент теплопроводности пенопластов на основе полипропилена достаточно низок и к тому же очень медленно растет при повышении температуры. Низкий коэффициент теплопроводности пенопласта ( 0 033 ккал / м — час — град) Micro foam определяется как большой долей газовой фазы ( 99 %), так и закрытоячеистой структурой. Более низкие значения коэффициента Я, для подобных легчайших пенопластов наблюдаются только для пен, наполненных фреонами, тогда как заполнитель ячеек пенопласта Microfoam — воздух.

Весьма низкий коэффициент теплопроводности пенопластов, а следовательно, их высокие теплоизоляционные свойства, объясняются тем, что 90 — 95 % их объема составляет газ или воздух, являющиеся плохими проводниками тепла. Для улучшения теплоизоляционных свойств определенного пенопласта в композицию вводят вещество с высокой излучательной способностью или вспенивают пенопласт более тяжелым газом. Большие размеры молекул тяжелых газов затрудняют диффузию их через полимерные стенки, поэтому тяжелые газы удерживаются в ячейках в течение многих лет и снижают теплопроводность пенопластов.

Еще одним фактором, увеличивающим теплопроводность пенопластов в процессе эксплуатации, является влияние влаги окружающей среды. Так, для пенополиуретанов, наполненных СС13Г, при температуре 25 С и относительной влажности 65 % скорость диффузии влаги воздуха составляет 10 — 20 г / м2 за 24 часа. Особенно велико действие влаги на повышение теплопроводности в том случае, когда существует резкий перепад температур на поверхностях образца. Например, при использовании пенопластов в холодильной технике, когда внутренние слои материала находятся при отрицательных температурах, водяные пары сначала конденсируются в ячейках пенопласта, а затем превращаются в лед.
По мере удаления высокомолекулярного газа из ячеек пены повышается теплопроводность пенопластов.

Существование минимума на кривой А / ( у) можно объяснить различным механизмом теплопроводности пенопластов в зависимости от размеров ячеек. Так, в области малых у из-за незначительного содержания твердой — фазы создаются благоприятные условия для лучистого теплообмена.

Таким образом, из-за незначительного вклада составляющих А-тв, А-к и Ар коэффициент теплопроводности пенопластов определяется, за исключением легчайших пенопластов, в основном составом газовой фазы.

Как видно, особенно при низкой температуре они очень близки к коэффициенту теплопроводности воздуха, который равен 0 02 ккал / ( м2 — ч-град), что, собственно, является предельной теоретической величиной для коэффициентов теплопроводности. Теплопроводность пенопласта изменяется очень незначительно в широком интервале температур; она в 15 раз меньше, чем теплопроводность твердой невспененной смолы, из которой получают пену.

Замкнуто-ячеистое строение певдполистирола обеспечивает его высокие теплоизоляционные свойства, малое влаго-и водопоглощение. Коэффициент теплопроводности пенопласта с Yo0 l г / см3 составляет 0 033 ккал / м шс С. Пенопласт ПС-1 поглощает воды в три раза меньше.

Коэффициент теплопроводности пенопластов на основе полипропилена достаточно низок и к тому же очень медленно растет при повышении температуры. Низкий коэффициент теплопроводности пенопласта ( 0 033 ккал / м — час — град) Micro foam определяется как большой долей газовой фазы ( 99 %), так и закрытоячеистой структурой. Более низкие значения коэффициента Я, для подобных легчайших пенопластов наблюдаются только для пен, наполненных фреонами, тогда как заполнитель ячеек пенопласта Microfoam — воздух.

Поскольку при низких температурах конвекция уже не является основным средством теплопередачи, основным фактором, влияющим на изоляционные свойства ППУ при криогенных температурах, становятся размеры и однородность ячеек. При этом влияние природы вспенивающего агента и полимера на теплопроводность пенопласта более сильно проявляется при — 25, чем при — 180 С.

Для изготовления формованных деталей интерьера автомобилей используют также материалы на основе вспененных полимеров, в частности листы из пенополиолефинов и термопластичных пенополиуретанов. Применение таких материалов позволяет значительно уменьшить массу конструкции, повысить комфортабельность автомобилей — благодаря низкой звуко — и теплопроводности пенопластов, а также травмобезо-пасности.

Это позволяет говорить о возможности назначения коэффициентов условий работы к расчетным значениям напряжений сопротивлений пенопласта при его силовой работе в ограждениях конструкций. Этот же принцип, очевидно, в совокупности с результатами исследований влияния структурных параметров может и должен быть в конечном итоге применен к расчетным значениям теплопроводности пенопластов, что, наряду с продолжением исследований выносливости новых марок фенольных пенопластов для разработки предложений по нормированию их длительной прочности и деформативности, становится одной из важных задач настоящей работы.

Пенополистирол (пенопласт) и экструдированный пенополистерол

Пенополистирол (пенопласт)

Пенополистирол (пенопласт) – теплоизоляционный материал, получаемый путем вспенивания полистирола. 98% процентов его объема составляет воздух, запечатанный в гранулах, что объясняет его отличные теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства. Коэффициент теплопроводности один из самых низких -0,033 — 0,040 Вт/м К – ниже , чем у минераловатных утеплителей.

Практически полное отсутствие водопоглощения – серьезное преимущество пенопласта. Пенополистирол не подвергается биологическому разложению, долговечен, плиты имеют малую массу и удобны в установке – могут быть приклеены к любому строительному материалу.

Пенополистирол относится к группе сгораемых материалов, добавки антипирена при производстве придают способность к самозатуханию, но температуры выше 90 градусов пенополистирол не выдерживает.

К недостаткам пенополистирола можно отнести и невысокую паропроницаемость, что ограничивает его применение в качестве внешнего утеплителя фасадных систем. При использовании пенопластовых плит для утепления под кровлей необходимо предусмотреть эффективную систему вентиляции.

Область применения зависит от марки пенополистирола.
ПСБ-С 15 – утепление конструкций, не подвергающихся механической нагрузке – утепление кровель, в том числе межстропильного пространства, потолочные перекрытия.
ПСБ-С 25 и 25Ф– самая широко применяемая марка – для утепления практически любых поверхностей(стен, фасадов, потолков, под напольное покрытие, кровельное утепление).
ПСБ-С 35 и 50 – утепление объектов с постоянной высокой нагрузкой.
 Экструдированный пенополистерол

Экструдированный пенополистирол СтиродурЭкструдированный пенополистерол (экструзия) – высокоэффективный теплоизоляционный материал для различных типов ограждающих конструкций. Коэффициент теплопроводности различных марок колеблется от 0,027 до 0,033 Вт/м К.

Материал имеет ячеистую структуру, причем полная закрытость ячеек обеспечивает абсолютную водонепроницаемость материала. Экструдированный пенополистирол рекомендуется использовать для утепления в условиях повышенной влажности или возможного частого контакта в водой – прежде всего, для утепления фундаментов в коттеджном строительстве, подвальных помещений. Экструдированный пенополистирол будет сохранять свои теплоизоляционные свойства в условиях недостаточной гидроизоляции.

Экструдированный пенополистирол отличается высокой устойчивостью к деформациям сжатия, и потому может использоваться для утепления поверхностей, несущих нагрузку. Широко применяется в утеплении фасадных систем, особенно если облицовочный материал имеет значительный вес.

Также материал выдерживает резкие и постоянные температурные перепады, не разрушаясь. Нормальный температурный диапазон – от-120 до +75 градусов.

Недостатки экструдированного пенополистирола – разрушаемость его при контакте с некоторыми химическими веществами (сложными углеводородами), горючесть, хотя обладает свойствами самозатухания.

Группа пенополистирола БПФ

Заявки на EPS

Для применения в строительстве свойства пенополистирола определяются в соответствии с набором согласованных европейских стандартов или BS EN. BS EN 13163 является базовым стандартом для EPS (см. Ниже) www.bsi-global.co.uk

Низкая стабильная теплопроводность пенополистирола является причиной его важного использования для снижения выбросов углекислого газа (CO ₂ ) в наших зданиях.Это жизненно важное свойство заявлено как значение 90/90, определенное в BS EN 13163, что соответствует 90% продукции со статистической достоверностью 90%.

Другие свойства, например прочность на сжатие или прочность на разрыв, могут быть заявлены на различных уровнях независимо друг от друга. Однако на самом деле количество стандартных продуктов относительно невелико, и типичный диапазон свойств показан в таблице ниже:

Типичные свойства белого EPS

Механические свойства

• Напряжение сжатия при сжатии 10% (кПа)

  EPS 70 70

  EPS 100 100

  EPS 150 150

  EPS 200 200

  EPS 250 250

• Напряжение сжатия при деформации 1% (кПа)

  EPS 70 20

  EPS 100 45

  EPS 150 70

  EPS 200 90

  EPS 250 100

• Прочность на изгиб (кПа)

  EPS 70 115

  EPS 100 150

  EPS 150 200

  EPS 200 250

  EPS 250 350

Влагостойкость

• Удельное сопротивление пара (МНС / г)

  EPS 70 145

  EPS 100 200

  EPS 150 238

  EPS 200 238

  EPS 250 338

Тепловые свойства

• Теплопроводность (λ) (Вт / мК при 10 ° C)

  EPS 70 0.038

  EPS 100 0,036

  EPS 150 0,035

  EPS 200 0,034

  EPS 250 0,034

В таблице приведены типичные свойства традиционного белого пенополистирола. Подробное описание всех свойств можно найти в Белой книге, опубликованной на сайте www.eumeps.org

.

В последние годы произошли разработки по представлению продукта серого цвета, который имеет преимущество более низкой теплопроводности, что дает улучшение теплового сопротивления на 20%.

Теплопроводность 0,030 Вт / мК может быть достигнута для EPS 70 или 100.

Стандарты

• BS EN 13163: 2008

  Теплоизоляционные изделия для зданий. Заводские изделия из пенополистирола (ППС). Спецификация

• BS EN 13499: 2003

  Теплоизоляционные изделия для зданий. Композитные системы внешней изоляции (ETICS) на основе пенополистирола. Спецификация

• BS EN 14933: 2007

  Теплоизоляция и легкие наполнители для гражданского строительства.Заводские изделия из пенополистирола (ППС). Спецификация

• BS EN 13172: 2008

  Теплоизоляционные изделия. Оценка соответствия

• BS 6203

  Руководство по пожарным характеристикам и огнестойкости пенополистирольных материалов (EPS и XPS), используемых в строительстве

Испытание экструдированного полистирола с помощью измерителя теплового потока

Рис. 1. Акриловая штукатурка, наносимая на изоляционные плиты из пенополистирола на фасаде многоквартирного дома. ¹

Экструдированный полистирол — это конструкционный материал с высокими изоляционными свойствами, обычно устанавливаемый на внешней стороне каркасных стен или внутри фундаментных стен. Таким образом, знание значений теплопроводности экструдированного полистирола важно при определении изоляционного потенциала здания. Его цель — служить механизмом защиты от теплопотерь в зданиях с целью снижения эксплуатационных расходов. Экструдированный пенополистирол часто путают с пенополистиролом.Хотя эти два изоляционных материала схожи в некоторых аспектах, таких как их состав (полимеризованный полистирол), они сильно отличаются. Экструдированный полистирол создается методом экструзии, отсюда и название. Во время этого процесса полистирол выдавливается через фильеру, в результате чего материал расширяется в однородную изоляционную плиту с закрытыми порами (рис. 2). С другой стороны, пенополистирол создается путем помещения небольших шариков пенопласта в форму и применения пара для расширения шариков с образованием изоляционной плиты (рис. 2).В процессе производства пенополистирола между шариками пенопласта образуются пустоты, создавая пути для проникновения влаги.

Рисунок 2 . Микроскопические различия между составом утеплителей из экструдированного (слева) и пенополистирола (справа). ²

Теплопроводность экструдированного полистирола

Thermtest Heat Flow Meter (HFM) — это стационарная система теплопередачи, измеряющая теплопроводность и тепловое сопротивление плоских изоляционных материалов, таких как пенопласт, твердые частицы и текстиль (рис. 3).HFM измеряет теплопроводность в диапазоне от 0,005 до 0,5 Вт / м · К и в диапазоне температур от -20 ° C до 70 ° C в соответствии со стандартом ASTM C518-15 — Стандартный метод испытаний устойчивых свойств теплопередачи. средствами теплового расходомера. Пользователи могут рассчитывать на высокую степень точности (3%) и прецизионности (0,5%) с этим прослеживаемым методом измерения ASTM.

Рис. 3. Измеритель теплового потока Thermtest (слева) и образцы различной толщины для проверки теплопроводности экструдированного полистирола (справа).

В соответствии со стандартом ASTM C518-15, чтобы гарантировать надлежащие характеристики HFM, прибор должен быть откалиброван с использованием материалов, имеющих такую ​​же теплопроводность и толщину, что и оцениваемые материалы. Если калибровочный эталон испытывается на одной толщине, прибор теплового расходомера может быть откалиброван для этой толщины. Однако, если испытания должны проводиться при различных толщинах, отличных от калиброванной, необходимо провести тщательное изучение погрешности HFM при других толщинах.Для этого эксперимента исследователи Thermtest намеревались проверить границы точности HFM путем тестирования нескольких толщин образцов на основе только одной калибровочной толщины.

Для начала калибровочный образец (NIST SRM 1450d — 1 ″) был помещен между двумя параллельными пластинами внутри HFM (Рисунок 4). Заданный температурный градиент (10–30 ° C) по пластинам был установлен для имитации потери тепла из внутренней среды здания в более холодную внешнюю среду. Затем устанавливали верхнюю пластину так, чтобы она прижималась к образцу до автоматической толщины образца.HFM автоматически определяет толщину образца с помощью четырех цифровых энкодеров, расположенных в каждом углу верхней пластины. Каждый цифровой энкодер измеряет толщину на своем посту, а затем вычисляет среднее значение. Затем верхняя пластина автоматически регулируется до средней высоты, прикладывая усилие примерно 5 фунтов на квадратный дюйм к исследуемому образцу. Этот автоматический толщиномер имеет прецизионную точность ~ 0,1 м. Если испытуемый образец обладает высокой сжимаемостью и известна приблизительная сила сжатия, ручная установка толщины может быть более подходящим вариантом для получения точных и точных результатов теплопроводности.

Рисунок 4. Вид изнутри дверцы HFM. Параллельные пластины (красный и синий) создают одномерный тепловой поток через испытуемый образец, моделируя потерю тепла изнутри здания во внешнюю среду.

При постоянных, но различных температурах параллельные пластины устанавливали устойчивый одномерный тепловой поток через испытуемый образец, а термопары, встроенные в каждую пластину, измеряли температуру по обе стороны от калибровочного образца.Преобразователи теплового потока, контактирующие с верхней и нижней пластинами, собирали данные о результирующем тепловом потоке испытуемого образца (рис. 4). Путем соответствующей калибровки преобразователя (ов) теплового потока со стандартами, а также путем измерения температуры пластин и расстояния между пластинами закон теплопроводности Фурье используется для расчета теплопроводности (λ):

После выполнения калибровки, как указано выше, каждую толщину образца экструдированного полистирола испытывали в соответствии с этапами, описанными выше.

Целью этого эксперимента было определение точности Thermtest HFM для проверки теплопроводности экструдированного полистирола различной толщины при 20 ° C на одном калибровочном образце. Показания теплопроводности, полученные в результате испытаний, проведенных на толщинах от 10,1 мм до 40,4 мм, были в пределах значения теплопроводности контрольного испытания 25,2 мм (менее 3%) (Рисунок 5). Достигнутые результаты коррелируют с результатами, полученными в эксперименте, проведенном Аль-Аджланом в 2006 году, а также с данными, предоставленными производителем.

Рис. 5. Значения теплопроводности и термического сопротивления экструдированного полистирола различной толщины, калиброванные по одному слою NIST SRM 1450d и полученные при средней температуре 20 ° C с использованием Thermtest HFM.

Al-Ajlan (2006) сообщает, что производитель обеспечил теплопроводность пенополистирола 0,034 Вт / мК. Эта теплопроводность немного выше, чем предусмотренная производителем теплопроводность экструдированного полистирола (0.032). Хотя экструдированный полистирол имеет более низкую теплопроводность, что означает, что он с большей вероятностью защищает вашу внутреннюю среду от нежелательных изменений температуры, он имеет значительно более высокую стоимость, чем пенополистирол. При выборе подходящей изоляционной плиты из пенопласта для ваших строительных нужд необходимо принять во внимание особую осторожность.

Thermtest HFM — это быстрый, надежный и гибкий метод проверки теплопроводности твердых тел, пенопласта и текстиля. Хотя это исследование не предназначено для использования испытаний образцов различной толщины с использованием одной калибровочной толщины, это исследование доказывает способность HFM проверять теплопроводность образцов с небольшими вариациями толщины по сравнению с калибровочным образцом.

Изменение механизма теплопроводно-излучательной теплопередачи под действием графитового микронаполнителя в теплоизоляции из пенополистирола — экспериментальные и моделируемые исследования

В данной статье представлен инновационный подход к исследованию механизма кондуктивно-излучательной теплопередачи в теплоизоляции из пенополистирола (EPS) при незначительной конвекции. Пенополистирол с закрытыми ячейками (насыпная плотность 14-17 кг · м ^-3 ) в виде панелей (толщиной 0.02-0,18 мкм) был протестирован с микрочастицами графита (GMP) размером 1-15 мкм при двух различных промышленных концентрациях (до 4,3% от массы EPS). Измеритель теплового потока (HFM) оказался достаточно точным для наблюдения всех исследуемых тепловых эффектов: зависимости общей теплопроводности от толщины, плотности и содержания GMP, а также относительного прироста теплового сопротивления. Предлагается альтернативное объяснение «эффекта толщины» полной теплопроводности. Проводящие-излучательные компоненты общей теплопроводности были разделены путем сравнения измеренных (с алюминиевой фольгой и без нее) и моделирования (т.е., рассчитано на основе данных, представленных в литературе) результатов. Это помогает понять, почему небольшая добавка GMP (ниже 4,3%) вызывает такое очевидное падение общей теплопроводности до 0,03 Вт · м ^-1 · K ^-1 . Согласно предложению, физическая причина связана с изменением механизма теплопередачи за счет теплопроводности и излучения. Основным достижением является обнаружение того, что изменение теплопроводности полимерной матрицы, вызванное GMP, может доминировать над изменением излучения.Следовательно, изменение составляющей проводимости матрицы считается основной причиной наблюдаемого падения общей теплопроводности изоляции EPS. На микроскопическом уровне молекул или цепей (например, в полимерах) значительные различия, наблюдаемые в интенсивности рамановских спектров и увеличении температуры стеклования на термограммах дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), при сравнении пенополистирола с ГМП и без него, дополнительно поддерживают вышеприведенное утверждение. Дополнительным практическим достижением является определение максимальной толщины, при которой можно уменьшить «серый» изоляционный слой EPS по сравнению с «пунктирным» EPS при требуемом уровне термического сопротивления.В случае самых толстых (0,30 м) панелей для пассивного здания оказывается возможным уменьшение толщины более чем на 18%.

Ключевые слова: Рамановская спектроскопия; пенополистирол; частицы графита; фонон-фотонный транспорт; термический анализ; теплопроводность; термическое сопротивление; эффект толщины.

БЕСПЛАТНЫЙ КУРС | ОгайоInsulationKing

Легкий вес — 8 футов x 4 фута x 2.5-дюймовый лист пенополистирола типа 1 обычно весит около 2,83 кг.

Тепловые свойства (изоляция) — EPS имеет очень низкую теплопроводность из-за своей структуры с закрытыми ячейками. Фактически, EPS на 98% состоит из воздуха! Этот воздух, заключенный в ячейках, является очень плохим проводником тепла и придает пенополистиролу превосходные теплоизоляционные свойства.

Теплопроводность пенополистирола плотностью 20 кг / м3 составляет 0,035 — 0,037 Вт / (м · К) при 10 ° C.

Стандартные технические условия ASTM C578 для теплоизоляции из жесткого ячеистого полистирола касаются физических свойств и эксплуатационных характеристик пенополистирола в том, что касается теплоизоляции в строительстве.

Циклическое изменение температуры — EPS способен противостоять неправильному циклическому изменению температуры, обеспечивая долгосрочную работу. В серии испытаний, проведенных Dynatech Research and Development Co., Кембридж, Массачусетс, образцы керна, снятые с существующих стенок морозильной камеры, возраст некоторых из которых составляет 16 лет, демонстрируют, что пенополистирол выдерживает циклическое замораживание-оттаивание без потери структурной целостности или других физических свойств. .

Механическая прочность — Гибкое производство делает EPS универсальным по прочности, которую можно регулировать в соответствии с конкретным применением.EPS с высокой прочностью на сжатие используется для тяжелых нагрузок, тогда как для образования пустот может использоваться EPS с более низкой прочностью на сжатие.

Как правило, прочностные характеристики увеличиваются с увеличением плотности, однако амортизационные характеристики упаковки из пенополистирола зависят от геометрии формованной детали и, в меньшей степени, от размера валика и условий обработки, а также от плотности.

Стабильность размеров — EPS обеспечивает исключительную стабильность размеров, оставаясь практически неизменным в широком диапазоне факторов окружающей среды.Можно ожидать, что максимальное изменение размеров пенополистирола составит менее 2%, что соответствует требованиям метода испытаний ASTM D2126.

Электрические свойства — Диэлектрическая прочность EPS составляет приблизительно 2 кВ / мм. Его диэлектрическая проницаемость, измеренная в диапазоне частот 100-400 МГц и при общей плотности 20-40 кг / м3, находится в пределах 1,02-1,04. Формованный пенополистирол можно обрабатывать антистатиками в соответствии со спецификациями электронной промышленности и военной упаковки.

Водопоглощение — EPS не гигроскопичен. Даже при погружении в воду он впитывает лишь небольшое количество воды. Поскольку стенки ячеек водонепроницаемы, вода может проникать в пену только через крошечные каналы между сплавленными шариками.

Химическая стойкость — вода и водные растворы солей и щелочей не действуют на пенополистирол. Однако EPS легко растворяется в органических растворителях.

Устойчивость к атмосферным воздействиям и старению — EPS устойчив к старению.Однако воздействие прямых солнечных лучей (ультрафиолетовое излучение) приводит к пожелтению поверхности, которое сопровождается легким охрупчиванием верхнего слоя. Пожелтение не имеет значения для механической прочности изоляции из-за небольшой глубины проникновения.

Огнестойкость — EPS легко воспламеняется. Модификация антипиренами значительно снижает воспламеняемость пены и распространение пламени.

Материалы | Бесплатный полнотекстовый | Изменение в механизме теплопроводности и радиационной теплопередачи под действием графитового микронаполнителя в теплоизоляции из вспененного полистирола — экспериментальные и смоделированные исследования

9029 9029 флюурет 9029 изоляционная панель ∆ — разница температур между «горячей» и «холодной» пластинами 9 0293 λ ′ 90 292 902 99

Символы и сокращения	Значения	Единицы
Физический символ <…>	усредненное по диапазону толщины
A	— «белый» (чистый) продукт из пенополистирола, испытанный здесь или в других источниках
B	— продукт из пенополистирола с пунктиром, протестированный здесь
пунктирный	— «точечный» продукт EPS, протестированный в другом месте [42]
C	— «серый» продукт EPS, протестированный здесь
серый	— «серый» EPS продукт, протестирован в другом месте [42]
𝒞	— параметр коррекции (Таблица 1) 90 294	(Вт · м −1 · K −1 )
CEN	— Европейский комитет по стандартизации
DSC	— дифференциальная сканирующая калориметрия
— термогравиметрический анализ
d	— толщина (высота) панели или образца	(м)
d A , d B , d C	— толщина панели или образца, относящегося к продукту A, B или C, соответственно
d max	— максимально допустимая толщина образца, присвоенная камере указанных размеров пластины прибора	(м)
d min	— минимально допустимая толщина образца, отнесенная к камере заданных размеров пластинчатого прибора	(м) 9 0294
d L	— предел толщины панели R ′ и λ ′ (нелинейности)	(м)
d LA , d LB , d LC	— предел толщины для продукта A, B или C, соответственно
EPS / XPS	— пенополистирол / экструдированный полистирол
GFMs	— газонаполненные материалы		GHP	— прибор с охраняемой горячей пластиной
GMP	— микрочастицы графита
HFM	— коэффициент охвата прибора для измерения теплового потока					анализ
L	— параметр эффекта толщины
µ-RS	— микро-рамановская спектроскопия
м	— измеренная масса	(кг)
NIMs	— материалы наноизоляции
PCMs					— материалы с фазовым переходом фенольная пена
PIR	— полиизоцианурат
PS	— полистирол
PUR
(Вт · м -2 )
R 0	— экстраполированное тепловое сопротивление, соответствующее толщине панели d = 0, , в частности, для продукта A, B или C, соответственно (после коррекции)	(м 2 · K · W −1 )
R 0A 900 12, R 0B , R 0C
R ′ 0	— экстраполированное тепловое сопротивление, соответствующее толщине панели d = 0, в частности, для продукта A, B или C, соответственно (до коррекции )	(м 2 · K · W −1 )
R ′ 0A , R ′ 0B , R ′ 0C
R	— скорректированное термическое сопротивление ( полученные путем схождения скорректированного λ для данной толщины панели d)	(м 2 · K · W −1 )
R A , R B , R C	— скорректированные термические сопротивления, относящиеся к продукту A, B или C, соответственно
R ′	— кажущееся тепловое сопротивление (измеренное для заданной толщины панели d)	(м 2 · K · W −1 )
R ‘ A , R’ B , R ‘9001 1 C	— кажущееся термическое сопротивление, относящееся к продукту A, B или C, соответственно
R D	— заявленное термическое сопротивление при T м = 10 ° C (назначается производителем каждому панель толщиной d)	(м 2 · K · W −1 )
R DA , R DB , R DC	— заявленное термическое сопротивление для продукта A, B или C соответственно
SIM-карты	— супер изоляционные материалы
SRM	— стандартный справочный материал
TDS	— технические данные, предоставленные производителем
T см	— температура плавления кристаллов	(° C)
T г	— температура стеклования	(° C) )
T м	— средняя температура измерения (испытания)	(° C)
Значение U	— коэффициент теплопередачи (общий коэффициент теплопередачи)	(Вт · м — 2 · K −1 )
VIMs	— вакуумные изоляционные материалы
x, y	— размеры панели: длина, ширина	(м)
(° C)
λ	— скорректированный коэффициент теплопроводности (полученный после корректировки λ ′ для данной панели толщиной d)	(Вт · М −1 · K −1 )
λ A , λ B , λ C	— скорректированный коэффициент теплопроводности для продукта A, B или C соответственно
— кажущийся коэффициент теплопроводности (измеренный без алюминиевой фольги для данной толщины панели d)	(Вт · м −1 · K −1 )
λ ′ A , λ ′ B , λ ′ C , λ ′ пунктирная , λ ′ серый		— кажущийся коэффициент теплопроводности для данного продукта (измеренный без алюминиевой фольги)
λ ″	— кажущийся коэффициент теплопроводности (смоделированный или измеренный с алюминиевой фольгой для данной толщины панели d)
λ ″ A , λ ″ B , λ ″ C , λ ″ пунктир , λ ″ серый	— кажущийся коэффициент теплопроводности для данного продукта (смоделированный или измеренный с помощью алюминиевой фольги)
λ D	— коэффициент теплопроводности при T м = 10 ° C, заявленное производителем (независимо от t hickness d)	(Вт · м −1 · K −1 )
λ DA , λ DB , λ DC	— заявленный коэффициент теплопроводности для продукта A, B или C соответственно
λ C SRM	— коэффициент теплопроводности SRM (указан в Сертификате для T м = 10 ° C)	(Вт · м −1 · K −1 )
λ M SRM	— Коэффициент теплопроводности SRM (измерен с помощью HFM FOX 600 при T м = 10 ° C)	(Вт · м −1 · K −1 )
λ t	— коэффициент теплопроводности, горизонтальная асимптота λ (d), обратный градиент линейной аппроксимации R (d) (после коррекции)	(Вт · м ) −1 · K −1 )
λ tA , λ tB , λ tC 9 0012	— коэффициент теплопроводности, относящийся к продукту A, B или C, соответственно
λ ′ t	— коэффициент теплопроводности, горизонтальная асимптота λ ′ (d), обратный градиент R ′ (d ) наклонная асимптота (до коррекции)	(Вт · м −1 · K −1 )
λ ′ tA , λ ′ tB , λ ′ tC	— коэффициент теплопроводности относится к продукту A, B или C соответственно
ρ	— объемная плотность полимерного изоляционного материала (очень низкая или низкая)	(кг · м −3 )
ρ A , ρ B , ρ C	— значение насыпной плотности продукта A, B или C соответственно
ℑ	— коэффициент теплопередачи, эффективный коэффициент проводимости (часть 1 дополнительных материалов)	(Вт · м −1 · K −1 )
ℑ A , ℑ B , ℑ C	— коэффициент теплопередачи, относящийся к продукту A, B или C, соответственно
Неопределенность
Δ	— абсолютная погрешность, точность или абсолютное изменение величины
U (𝒞)	— расширенная неопределенность поправочного параметра при вычислении 𝒞	(Вт · м −1 · K −1 )
U (d)	— расширенная неопределенность измерения толщины образца в HFM FOX 600	(м)
U (L)	— расширенная неопределенность расчета параметра влияния толщины
U (м)	— расширенная неопределенность измерения массы	(кг)
U (q)	— расширенная неопределенность измерения плотности теплового потока	(Вт · м −2 )
U (x) или U (y)	— расширенная неопределенность измерения размеров x, y	(м)
U (ΔT)	— расширенная неопределенность измерения разности температур	( ° C)
U (λ)	— расширенная неопределенность определения коэффициента теплопроводности λ	(Вт · м −1 · K −1 )
U (λ ′)	— расширенная неопределенность измерения коэффициента теплопроводности λ ′	(Вт · м −1 · K −1 )
U (λ) / λ	— относительная расширенная неопределенность определения коэффициент теплопроводности λ	(%)
U (λ ′) / λ ′	— относительная расширенная неопределенность измерения коэффициента теплопроводности λ ′	(%)
U (λ С SRM )	— эксп. повышенная неопределенность в определении коэффициента теплопроводности SRM λ C SRM (приведено в Сертификате для T м = 10 ° C)	(Вт · м −1 · K −1 )
U (λ M SRM )	— расширенная неопределенность измерения коэффициента теплопроводности SRM λ M SRM (измерено с HFM FOX 600 при T м = 10 ° C)	(Вт · м −1 · K −1 )
U (ρ)	— расширенная неопределенность измерения объемной плотности	(кг · м −3 )
U (ρ) / ρ	— относительная расширенная неопределенность измерения объемной плотности	(%)
σ	— стандартное отклонение

[PDF] теплоизоляционные свойства пенополистирола

Скачать теплоизоляционные свойства пенополистирола…

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ СВОЙСТВА РАСШИРЕННОГО ПОЛИСТИРОЛА КАК СТРОИТЕЛЬНЫХ И ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ K. T. Yucel 1, C. Basyigit 2, C. Ozel 3

РЕЗЮМЕ Лабораторные испытания теплопроводности изоляционных материалов дают полезную информацию о природе таких материалов; полученные данные могут характеризовать эксплуатационные характеристики. В строительных установках изоляция продолжает работать при различных температурах, влажности и общих условиях сборки. Полная сборка теплоизоляции здания важна для контроля и прогнозирования долгосрочных характеристик конструкции в соответствии с результатами лабораторных испытаний.В процессе оценки проектных значений теплопроводности изоляционных материалов очень важно знать плотность, теплопроводность, класс материала, механические свойства изоляционных характеристик. В данном исследовании экспериментальные испытания применяются для пенополистирола в качестве изоляционных и строительных материалов, которые являются однородными или близкими к гомогенным, пористыми, зернистыми или многослойными. Пластинчатый метод использовался для экспериментальных исследований в соответствии со стандартами. На этом аппарате определяют теплопроводность экструдированного полистирола.В этом аппарате, который может использоваться для материалов с теплопроводностью от 0,036 до 0,046 Вт / мК, плотность пенополистирола составляет от 10 до 30 кг / м3. Результаты и экспериментальные методы обсуждаются в соответствии с хорошо известными стандартами. На пенополистирол влияют изменения в составе материалов в ячейках. КЛЮЧОВІ СЛОВА: плитный метод, пенополистирольные плиты, коэффициент теплопроводности.

1

Университет Сулеймана Демиреля, факультет архитектуры и инженерии, факультет гражданского строительства, Испарта, Турция Электронная почта: [адрес электронной почты защищен]

2

Университет Сулеймана Демиреля, факультет технического образования Отдел строительного образования, Испарта / Турция

3

Университет Сулеймана Демиреля, факультет технического образования Отдел строительного образования, Испарта / Турция

1.ВВЕДЕНИЕ Мировые запасы ископаемого топлива сокращаются день ото дня. Большая часть энергии уходит на отопление. Несмотря на то, что ресурсы ископаемого топлива сокращаются, в мире все еще есть достаточно ресурсов для использования в целях теплоизоляции или теплоизоляционных материалов. На этапе строительства, оценив эти ресурсы, можно уменьшить тепловые потери; здоровье конструкции и комфорт могут быть получены. Кроме того, тратя меньше энергии, выиграет индивидуальная и деревенская экономика. Неутепленные наружные стены являются наиболее важными зонами тепловых потерь.Для экономичного утепления выгоднее будет использовать основную массу наружных стен. За счет теплоизоляции внешней стены можно предотвратить 70% общих потерь тепла [1, 2]. Изоляция должна быть экономичной и предотвращать увеличение статической нагрузки здания. Анализ материалов из полистирола показывает, что при том же сопротивлении теплопроводности он является самым экономичным и самым легким по весу среди полиэтиленовых материалов. [3]. Строительные изделия из полистирола являются подходящими материалами для строительных типов и стеновых систем.[4]. По этой причине выбран полистирол (см. Рис. 2), который имеет коэффициент использования 15% в пластмассах, являющихся продуктом нефтехимии (см. Рис. 1). Это связано с тем, что полистирол имеет высокую изоляцию и малый вес, что приводит к небольшому увеличению статических нагрузок на здание. Этот материал имеет широкое применение в строительстве.

Транспорт 45% Легкий Прочие (без использования энергии) 5%

Пластмассы 4%

Тепло, электричество и энергетическая изоляция 42%

Сырье для химии / нефтехимии 4%

Рис.1. Пластмассы основаны на масле [5]. ПВХ 55%

Полиолефины 15% Полиуретаны 8%

Полистирол 15%

Прочие 7%

Рис. 2. Пластмассы в строительстве [5].

2. Твердый пенополистирол. Твердые пенополистирольные плиты — это изоляционные материалы, полученные путем формовки полимеризации распыляемой стирольной смолы под давлением (экструдированный полистирол — XPS) или путем прессования зерен полистирола в формы, расширенные под действием пара или в горячей воде снова с помощью пара ( Пенополистирол — XPS) (см. Рис.3) [6, 7].

Рис. 3. Процесс производства пенополистирола (EPS) [5]. Неподвижный воздух имеет очень низкий коэффициент теплопроводности. Пеноматериалы из полистирола содержат почти 98% воздуха. Твердая фаза (пенный каркас), проводящая тепло, занимает 2% от общего объема. Кроме того, полистирол, передающий тепло, является очень изоляционным материалом. Из-за того, что пенополистирольный материал формируется из очень маленьких (1 м3 пенополистирольного материала EPS состоит из 3-6 миллиардов ячеек) закрытых ячеек: 0.01-0,1 мм в диаметре (см. Рис. 4), скорость передачи тепла движением воздуха уменьшается с меньшими объемами ячеек, таким образом, с точки зрения техники изоляции, это хороший изоляционный материал. Лучше всего предотвратить тепловые лучи, увеличив количество ламинатов. Прежде всего; Обращает на себя внимание свойство, при котором удельный вес пенополистирола меньше. Вес пеноматериала, получаемого разными способами с предварительным набуханием, составляет от 10 до 100 кг / м3. Также значение теплопроводности варьируется в зависимости от плотности производства.Обычно стандартный пеноматериал, который используется на стройплощадках, имеет плотность 10-30 кг / м3 [3, 8].

Рис. 4. Пониженная теплопроводность — микроструктура [5].

Наиболее распространенные области применения пенополистирола для теплоизоляции — строительство; стены, потолок, крыша и сборные элементы. Другие области применения — шумоизоляция, декоративные потолочные панели и отверстия в бетонных формах. Предварительно набухший полистирол используется также при производстве легкого бетона и легкого кирпича.В технологии охлаждения пенополистирол используется для изоляции охлаждаемых складов, железнодорожных вагонов, судов, грузовиков, а также для изоляции труб. Долговечность этого материала при воздействии тепла зависит от периода и градусов Цельсия. Несмотря на то, что он устойчив к нагреванию до 100 C в течение короткого периода, он долговечен и может использоваться при температурах до 75-85 ˚C в зависимости от его плотности в течение длительного периода [9].

Прочность на сжатие (Н / мм2)

Учитывая, что удельный вес очень мал по сравнению с другими материалами, видно, что произведение прочности на сжатие пенополистирольного материала имеет важное более высокое значение [3].Прочность пенополистирола под давлением и сопротивление деформации формы при тепловом воздействии возрастают параллельно с увеличением веса изделия (см. Рис. 5). Однако мощность всасывания воды меняется в зависимости от веса единицы и качества продукции (см. Рис. 6). Общие свойства пенополистирола приведены в таблице 1. 0,3 При% 10 деформации 0,2 0,1

15

20 25 30 Плотность (кг / м3)

35

40

(Всасывание воды,% по объему)

Рис. 5.Прочность пенополистирола на сжатие по плотности и деформации [10].

7 6 5 4 3 2 1

15 кг / м3 20 кг / м3 30 кг / м3

0 10 20 30 40 50

100

150

200

Рис. 6. EPS водопоглощения [10].

День

Таблица 1. Технические характеристики EPS [8]. Свойства и соответствующие стандартные значения EPS 3 Минимальная плотность (кг / м) (DIN 53420) 15 20 28 Классификация строительных материалов (DIN 4102) B1 Трудновоспламеняющиеся лаборатории по теплопроводности.Значение (Вт / мК) 0,036-0,038 0,034-0,036 0,031-0,033 (DIN 52612) Значение измерения (Вт / мК) (DIN 52612) 0,040 0,034 0,033 Прочность на сжатие при 10% деформации 0,07-0,012 0,12-0,16 0,18-0,26 (DIN 53421) Прочность на сжатие при деформации менее 0,012-0,025 0,002-0,035 0,036-0,0362, чем 2% (DIN 53421) Прочность на сдвиг (Н / мм2) (DIN 53427) 0,09-0,12 0,12-0,15 019-0,22 2 Сопротивление изгибу (Н / мм ) (DIN 53423) 0,16-0,21 0,25-0,30 0,42-0,5 2 Предел прочности (Н / мм) (DIN 53430) 0,15-0,23 0,25-0,32 0,37-0,52 E — модуль (Н / мм2) 0.16-1,25 1,0-1,75 1,8-3,1 Форма Прочность в зависимости от температуры для 100100100 короткий период (C) (DIN 53424) Длительный период 5000 Н / мм2 (˚C) 80-85 80-85 80-85 (DIN 53424) На длительный период 20000 Н / мм2 (˚C) 75-80 80-85 80-85 (DIN 18164) Коэффициент теплового расширения (1/4) 5-7.10-5 5-7.10-5 5-7.10 -5 Удельная теплоемкость (Дж / кг · К) (DIN 4108) 1500 1500 1500 Водопоглощающая способность за 7 дней 3,0 2,0 1,0 DIN 53428 при полном погружении в воду (% объема) 1 год 5,0 4,0 2,5 Диффузия водяного пара (г / м2.d) (DIN 53429) 40 35 20 Коэффициент сопротивления диффузии пара (µ) 20/250 30/250 40/250 (DIN 4108) EPS, который используется для строительства, изготавливается в форме плит. Также продается с целью использования в декоративных целях. Удельный вес при производстве колеблется в пределах 10-30 кг / м3, а производственная плотность составляет 10-12, 12-14, 14-16, 16-18, 18-20, 20-22, 2224, 24-26, 26-28. , 28-30 кг / м3 в единицах веса. Производственные размеры EPS составляют 400x100x50 см, а с использованием технологии горячей проволоки (мин. 1 см) его можно производить любой желаемой толщины.В настоящее время в мире производится 2,2 миллиона тонн пенополистирола в год, а количество и количество теплоизоляционных материалов, потребляемых в Турции и Европе, показано на рис. 7.

% Потребление 70

62

60

56

50 40

30

30

28

20

10

10

5

3

0 Минеральная вата

EPS

XPS

EPS

XPS

Европа

1

Прочие

Турция

Рис.7. Место пенополистирола в применении теплоизоляционных материалов [8].

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ Виды строительных и теплоизоляционных материалов совершенствуются с постоянным развитием технологий. При тепловых измерениях использование коэффициента теплопроводности, приведенного в литературе для аналогичных материалов, может дать неверные результаты. Из-за этого необходимо определять все физические свойства новых материалов, такие как удельный вес, вязкость, удельная теплоемкость, коэффициенты теплопроводности [11].Наиболее важными и наиболее часто используемыми методами испытаний твердых веществ являются: Плата с методом защитного нагревателя, сферической оболочкой, цилиндрическим и временным режимом и методом пластины. В данном исследовании для определения теплофизических свойств пенополистирольных плит используется «пластинчатый метод», то есть определение коэффициента теплопроводности с учетом теплопроводности. Наиболее важные преимущества этого метода: Простые в исполнении, используемые образцы имеют форму куба и обеспечивают полное распараллеливание с горизонтальными измерениями, когда наиболее важным недостатком является то, что теплопроводность образцов не может быть определена во влажном состоянии, и требуется кондиционирование.Теплопроводность и тепловые переходы могут быть определены в состоянии прямой пластины, однородном или почти однородном пористом, волокнистом, зернистом, одном или нескольких слоистых образцах. В пластинчатом методе коэффициент теплопроводности увеличивается с увеличением угла наклона по горизонтали. Использование пластинчатого метода для определения коэффициента теплопроводности будет уместным, потому что пенополистирол формируется из очень маленьких ячеек, соединяющихся из зерен, и его используют при строительстве в горизонтальном и / или вертикальном положении.Использовать этот метод для материалов бесполезно; теплопроводность более 2 ккал / мч˚С (2,3 Вт / мК). Из изделий из пенополистирола, для которых определены коэффициенты теплопроводности, выбраны пять типов удельного веса (10, 15, 20, 25 и 30 кг / м3).

3.1. Экспериментальное оборудование и приложения Для определения коэффициента теплопроводности используется устройство, которое определяет теплопроводность методом пластин Feutron (см. Рис. 8), и это устройство может измерять один образец в течение каждого периода испытаний.Размеры нагревательной пластины составляют 250×250 мм, а ее толщина может достигать 70 мм. Холодильная плита воды и электрическая плита электричества обеспечиваются от подключений, которые связаны с сетями водоснабжения и электроснабжения. Оборудование состоит из четырех основных секций. Эти; фиксированная нижняя пластина, подвижная верхняя пластина и защитный лист, а также измерительные приборы. Измерительные приборы состоят из трех основных частей: термометры, электрический счетчик и микрометры для измерения толщины (0,001 мм).Электролинии

14

13

12 11

7 4

5 8

1

6

8

3

9

9a

2

000

000 15

16

18

Холодная вода Рис. 8. Схема оборудования для измерения теплопроводности пластинчатым методом [12]. 1- Образец 2- Нагревательная пластина 3- Охлаждающая пластина 4- Защитная горячая пластина 5- Термопара 6- Термометры охлаждающей пластины 7- Термометры защитной горячей пластины 8- Микрометры для измерения толщины 9- Термостат охлаждающей пластины 9- Терморегулятор для 9

10- Термостат с защитной пластиной 10- Терморегулятор для 10 11- Переменный преобразователь 12- Двухточечный регулятор 13- Электрический счетчик 14- 12-разрядный вольтметр 15- Термометр холодной воды 16- Клапан холодной воды 17- Расходомер 18- Короткий циркуляционный клапан.

Нагревательная пластина нагревается электричеством, степень нагрева регулируется. Пластина охладителя охлаждается сетевой водой, а степень охлаждения регулируется лопаткой по количеству протекающей воды. Теплота сетевой воды измеряется градусником. Также с помощью термометров на более теплой и более холодной пластинах, температура этих пластин контролируется. Перед началом эксперимента образцы сушат (24 часа при 105 ° С) до неизменного веса при нормальном атмосферном давлении (1х105 Па). Практически образцы пенополистирола (в основном пластмассы) теряют свои физические свойства при 105 ° C, поэтому проводят 24-часовую сушку при 24 ° C.Рассчитываются количества влажности по объему (нв) и по весу (нг) образцов. После подготовки образцов для измерения в первую очередь необходимо определить количество рабочей мощности. Уровень мощности привязан к толщине образца и приближенному коэффициенту теплопроводности. Используя диаграмму, представленную на рис. 9, на график наносят приблизительное значение коэффициента теплопроводности, взятое из DIN 4108, и величину измеренной толщины. По этим значениям уровень мощности считывается с данной диаграммы.Затем коэффициент Ki получается из таблицы 2 в соответствии с найденным уровнем мощности. 12 11

λ = 1,7

Уровень мощности

10 9

λ = 1,3 λ = 1,0

8

λ = 0,80 λ = 0,60

7 6 5

λ = 0,40 λ = 0,20

4 3

λ = 0,10

2

λ = 0,025

1

λ = 0,05 0

10

20

30

40

50

60

Толщина

70 мм (образец ) Инжир.9. Диаграмма для определения уровня мощности при фиксированной разнице температур 10 ° C [12]. Таблица 2. Уровень мощности и коэффициенты Ki [12]. Источник питания Ki * Источник питания Ki * 1 96,5 7 1031 2139,6 8 1533 3210,0 9 2232 4 307,2 10 3243 5 466,3 11 4691 6 694,2 12 6686 * Ki Коэффициент уровня мощности содержит измеренную площадь, коэффициент счетчика C и коэффициенты, которые переводят wh к ккал.

После выполнения необходимых регулировок образец помещают на нижнюю закрепленную пластину, полностью параллельную горизонтали, и измеряют толщину в четырех углах образца с помощью микрометров для измерения толщины.В процессе эксперимента электрический ток, проходящий от электрического счетчика, и величины на термометрах защитных нагревательных пластин измеряются каждые полчаса всего 9 раз. После завершения эксперимента толщины в четырех углах образца снова измеряются с помощью микрометров для измерения толщины и вычисляются средние из этих значений. Путем определения количества электричества (wh / h), проходящего в единицу времени, ток (q) рассчитывается с помощью уравнения 1 и с использованием коэффициента уровня мощности (Ki).Разница тепла (∆t) между двумя поверхностями рассчитывается путем усреднения значений термометра горячих и холодных пластин. По уравнению 2, коэффициент предварительной теплопроводности (λ10.ö) сухого образца рассчитывается с использованием найденных значений и поправочного коэффициента (ω), который относится к оборудованию. Поскольку материал будет использоваться в нормальных погодных условиях, при нормальном атмосферном давлении, значение теплопроводности (λ10.k) в сухих условиях рассчитывается по уравнению 3 для средней теплоты 10 ˚C путем добавления количества, равного влажности по весу. количество, которое оно в нем содержится.Добавляя 10% расчетного значения коэффициента теплопроводности к самому себе, значение, которое будет использоваться для расчета тепла (Z), чтобы использовать этот материал в зданиях по уравнению 4 [14]. q = wh / h.Ki qd λ10.ö = ккал / мч o C ∆t — q.ω λ10.k = λ10.ö / [1+ (нг / 100)] λh = λ10.k + Z

( 1) (2) (3) (4)

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ В конце исследований и расчетов, выполненных для каждой единицы веса, достигаются значения, указанные в таблице 3. Значения λ10.ö, указанные в таблице 3 — среднее арифметическое образцов.Изменение расчетного значения теплопроводности (λh), найденное экспериментально, представлено на рис. 10. Установлено, что удельный вес и коэффициент теплопроводности изменяются обратимо. Форма кривой изменения полиномиальная, а коэффициент регрессии равен 1. (y = 2×10-05 x2 — 0,0013 x + 0,057, R2 = 1). Как видно на рис. 6, только одно значение (для ≥15 кг / м3, 0,040 Вт / мК) дано для пенополистирольных плит из жесткого пенополистирола в TS 825 и DIN 4108; для других плотностей не определено, как рассчитывать, или значение не приводится.В PrEN 12524 для продуктов, которые не подвергались испытаниям, дается 0,060 Вт / мК, а удельный вес и коэффициент теплопроводности изменяются полиномиально параллельно количеству испытаний для надежности% 50 (R2 = 0,9788) и% 90 (R2 = 0.9702) приведены два различных расчетных значения теплопроводности. Согласно PrEN 12524, эти два значения при 23 ˚C одинаковы для относительной влажности 50% и 80%.

15

20

25

30

∑∆E общее потребление электроэнергии (кВтч) ∑∆Z общее время (час)

Расчетное значение коэффициента проводимости (λh)

1

0.02334

10,08

0,405 0,366

4

9,850

8,82975

0,04020

0,0361

0,0360 0,03960

0,039

0,03960

0,039

0,046

0,046

0,046

9,900

8,82975

0,04048

0,0361

0,0360 0,03960

0,039

0,046

3

0,02287

9.96

0,397 0,375

4

9,990

9,02275

0,03986

0,0361

0,0360 0,03960

0,039

0,046

1

0,046

1

0,046

1

0,046

1

000 0,3

8,25075

0,03974

0,0332

0,0331 0,03641

0,036

0,042

2

0,03423

14,88

0.594 0,339

4

9,865

8,17838

0,03994

0,0332

0,0331 0,03641

0,036

0,042

3

0,0342 0,042

3

0,0342000

0,0342

0,0342000 6

0,03989

0,0332

0,0331 0,03641

0,036

0,042

1

0,04588

20,04

0,797 0,314

4

9.805

7,57525

0,03975

0,0307

0,0306 0,03366

0,034

0,039

2

0,04637

20,10

0,805 0,37 0002

20,10

0,805 0,37 9256

0,805 0,37 9256 0,06 0,034

0,039

3

0,04523

19,95

0,785 0,321

4

9,940 7,744125 0,03936

0,0307

0.0306 0,03366

0,034

0,039

1

0,05752

25,12

0,999 0,303

4

9,985 7,309875 0,03975

0,0291

000 0,03975

0,0291

000 0,03975

0,0291

000 0,03975

0,0291

000 0,03 25,05

1,008 0,297

4

9,915 7,165125 0,04023

0,0291

0,0290 0,03190

0,032

0,037

3

0.05828

24,97

1,012 0,297

4

9,990 7,165125 0,04052

0,0291

0,0290 0,03190

0,032

0,037

1

0,037

1

000 0,2

0,0282

0,0281 0,03091

0,030

0,036

2

0,06962

30,03

1,209 0,296

4 10.200 7,141000 0,04025

0,0282

0,0281 0,03091

0,030

0,036

3

0,06927

29,94

1,212 0,294

4 10.120 7.0927

1,212 0,294

4 10.120 7.0927

Ток ∑ ∆E .Ki ∑Z

Средняя первая и последняя толщина — d (м)

(a) кг / м3

Сухой вес образцов

∆t разность температур

кг

Плотность поверхности a.d (кг / м2)

10

Номер образца

Группа плотности (кг / м3)

Таблица 3. Расчетные значения коэффициента проводимости для образцов из пенополистирола λ10.ö

λ10.k λ10.k + Z

Ккал / мч˚C

Ккал / мч˚CW / мК

Расчетное значение коэффициента проводимости (Вт / мК)

0,07 0,06

0,06

0,06

A 0,05

0,05

0,047 0,06 0,041 0,041

0,047 0,06 0,041 0,041

0,039 0,037 λ h

0.03

0,04

B

0,033

P = 90 P = 50

0,031

0,02 0,01 0

5

10

15 A

20 25 30 35 Вес агрегата (кг / м3) P = 50

P = 90

40 λh

45

50

55

B

Рис. 10. Расчетные значения коэффициента теплопроводности пенополистирола, полученные испытаниями и по стандартам. A: это расчетное значение коэффициента теплопроводности для продуктов (EPS) любых проведенных испытаний, указанных в PrEN 12524 [15].B: Расчетное значение коэффициента теплопроводности, используемое для плит из пенополистирола с плотностью более 15 кг / м3 в соответствии с TS 825 и DIN 4108 [13, 16]. P = 50 — P = 90: Расчетные значения коэффициента теплопроводности, которые будут использоваться для продуктов (EPS) с уровнями значимости 50% и 90%, указанными в PrEN 12524 [15]. λh: Расчетное значение коэффициента теплопроводности, полученное при испытаниях. По результатам эксперимента, хотя расчетные значения коэффициента теплопроводности пенополистирола с удельным весом 10-20-25-30 кг / м3 оказались меньше предельных значений, указанных в TS 825, DIN 4108 и PrEN 12524, за исключением значения Приведенные в PrEN 12524 для образцов любых проведенных испытаний, доказано, что EPS с удельным весом 15 кг / м3 больше, чем другие значения.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ При определении значений теплопроводности строительных материалов, которые будут использоваться для теплоизоляции здания, знание физических свойств материалов (структура, прочность на скручивание и т. Д.) И использование соответствующих методик позволит получить более точные результаты. Определение коэффициентов теплопроводности после этапа производства строительных материалов заставит производителя производить высококачественные материалы, а также будет удовлетворять соответствующие экономические условия за счет уменьшения толщины изоляционных материалов, используемых в зданиях. При испытаниях изделий из пенополистирола установлено, что коэффициент теплопроводности меняется наоборот с плотностью.Таким образом, можно сделать вывод, что уменьшение коэффициента теплопроводности обеспечивается увеличением количества зерен EPS в единице объема, что приводит к уменьшению объема пустот между зернами, а также приводит к увеличению количества пор в зернах EPS. Однако это снижение коэффициента теплопроводности действительно до оптимального значения из-за того, что уменьшение общего количества пустот в EPS приведет к увеличению плотности, таким образом, значение коэффициента теплопроводности может увеличиться.В литературе и стандартах для коэффициента теплопроводности пенополистирола приводится только одно значение, и предлагается любой метод изменения этого значения в зависимости от веса единицы. Будет более уместно изменить значение коэффициента теплопроводности, как это описано в PrEn 12524, в зависимости от количества образцов, чтобы разработать новые и лучшие материалы, используя результаты, полученные в ходе экспериментов, с использованием значения, рассчитанного путем умножения значения коэффициента теплопроводности на коэффициент безопасности.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Брайант С., Люм Э., 1997. Система Брайанта Уоллинга. Бетон 97 для будущего 18-я конференция, проходящая раз в два года, Аделаидский конференц-центр, 641-649. Аллдер, Г., 1999. Вызов 21 века. Компьютерная графика (ACM), 33 (3), 19-22. Эдремит, А., 1997. Проведение экономического анализа изоляционных материалов путем определения физических свойств; Магистерская работа, Стамбульский технический университет Йылдыз, стр. 114, Турция. (На турецком языке) Манселл, В. К., 1995. Стенные конструкции с фиксированным креплением революционизируют жилищное строительство.Бетонное строительство, The Aberdeen Group, 12 стр., США. Фиш, Х., июль 2002 г. Пластмассы — инновационный материал в строительстве, конференция EUROCHEM 2002 / TOULOSUE (http://www.apme.org). 30 апреля 2003 г. Линч, Г., 1999 г. Бой с холода. Компьютерная графика (ACM), 33 (3), 24-25. Шрив Н., Бринк А. Дж. (Перевод на турецкий Чаталташ И. А.), 1985. Chemical Process Industries, стр. 350, Стамбул, Турция. Общество производителей полистирола, 2003 г. (http://www.pud.org.tr). 30 апреля 2003 г., Стамбул, Турция.(На турецком языке) Йылмаз К., Колип А., Касап Х., 1997. Несущие панели из полистирола с превосходной изоляцией, помещенные в стальную сетку, Симпозиум по изоляции’97, с. 75-82, Элязыг, Турция. (На турецком языке)

10. Аноним, 1995. Жесткая пена (EPS) в теплоизоляции. Общество производителей пенополистирола, стр. 14, Анкара, Турция. (На турецком языке) 11. Какач, С., 1998. Введение в «Теплопередача Том-I» (теплопроводность). Техническое издательство, стр. 310, Анкара, Турция. (На турецком) 12. Аноним. Справочник по испытательной аппаратуре типа Feutron (определение коэффициента теплопроводности пластинчатым методом).13. DIN 4108, 1981, Теплоизоляция в зданиях, (DIN-Norm), стр.48, Берлин, Германия. 14. TS 415, 1977. Расчетное значение теплопроводности и термического сопротивления для архитектурных и строительных целей (с использованием пластинчатого метода). Турецкий институт стандартов (TS), стр. 12, Анкара, Турция. (На турецком языке) 15. PrEn 12524, 1996, Строительные материалы и продукты, Энергетические свойства, Табличные расчетные значения, Европейский комитет по стандартизации, 12 стр., Центральный секретариат: Rue De Stassart 36, Брюссель.16. ТС 825, 1998. Теплоизоляция в строительстве. Турецкий институт стандартов (TS), стр. 62, Анкара, Турция. (На турецком языке)

Какова теплопроводность полиуретана?

Теплопроводность — это физическое свойство, которое проявляется в любом материале, включая полиуретан, и оно измеряет теплопроводность через него, или, другими словами, перенос тепловой энергии через тело. Это движение энергии создается разностью температур , поскольку, согласно второму закону термодинамики, тепло всегда течет в направлении самой низкой температуры.

Когда изолирует здание , важно знать теплопроводность используемых материалов, поскольку от этого будет зависеть их энергоэффективность и тепловой комфорт . Например, металлы имеют более высокую теплопроводность, чем дерево, но изоляционные материалы, такие как стекловолокно или полиуретан, имеют более низкую теплопроводность.

Значение теплопроводности в утеплении зданий

Поведение теплоизоляции является ключом к достижению целей Европейского Союза по энергосбережению на 2020 год .Как в одноэтажных, так и в многоэтажных зданиях материалы, из которых изготовлено ограждение, определяют потребление энергии. Следовательно, если мы хотим, чтобы улучшил энергоэффективность зданий, одним из физических свойств, которые будут определять, является ли материал хорошей теплоизоляцией или нет, является теплопроводность.

Если вы сравните теплопроводность основных материалов , используемых в строительстве , вы можете проверить, как в зависимости от выбора материалов уровень теплопроводности будет напрямую влиять на теплоизоляцию дома .Например, традиционные материалы, такие как кирпич, древесная стружка или бетон, имеют более высокий уровень теплопроводности, чем изоляционные материалы, такие как полиуретан или полистирол.

Материал	Теплопроводность
Кирпич	0,49-0,87 Вт / м · К
Бетонный блок	0-35-0,79 Вт / м · К
Пенополистирол	0.031-0,050 Вт / м · К
Экструдированный полистирол	0,029-0,033 Вт / м · К
Полиуретановые системы	0,022-0,028 Вт / м · К
Минеральная вата	0,031-0,045 Вт / м · К
Вспученный перлит	0,040-0,060 Вт / м · К
Древесная щепа	0.038-0,107 Вт / м · К

Теплопроводность полиуретана

Полиуретановые системы являются одними из материалов на рынке, которые обеспечивают лучшую теплоизоляцию при минимальной толщине . Эта характеристика возможна благодаря низкой теплопроводности полиуретана, поскольку, хотя различия в уровнях теплопроводности между полистиролом (экструдированным и вспененным), минеральной ватой и полиуретановыми системами составляют лишь несколько десятых доли бумаги при применении в работе, такие десятичные дроби могут означать разницу в толщине на 3-4 см, чем для достижения такой же энергетической эффективности конверта.

Кроме того, полиуретановые системы (инжектированные, напыленные или пластинчатые) являются оптимальным решением для теплоизоляции зданий. Помимо низкой теплопроводности, они также обеспечивают хорошее уплотнение оболочки, предотвращая проникновение воздуха и токов, возникающих в ее пустых пространствах.