Пенополистирол теплопроводность: Показатели теплопроводности экструдированного и обычного пенополистирола

Пенополистирол теплопроводность: Показатели теплопроводности экструдированного и обычного пенополистирола

Показатели теплопроводности экструдированного и обычного пенополистирола

Климат в России очень холодный, поэтому практически любой дом, построенный за городом, приходится утеплять. Для этого можно использовать самые разные материалы. Одним из наиболее популярных является пенополистирол. Монтируется этот утеплитель элементарно. Коэффициент же теплопроводности у него ниже, чем у любого другого современного изолятора.

Что представляет собой пенополистирол

Изготавливается этот материал примерно по тому же принципу, что и любые другие вспененные утеплители. Сначала в специальную установку наливается жидкий стирол. После добавления в него особого реагента происходит реакция с выделением большого количества пены. Готовая вспененная густая масса до застывания пропускается через формовочный аппарат. В результате получаются листы материала с огромным количеством мелких воздушных камер внутри.

Такая структура плит и объясняет высокие изоляционные качества пенополистирола. Ведь воздух, как известно, тепло сохраняет очень хорошо. Существуют виды пенополистирола, в ячейках которых содержатся и другие газы. Однако самыми эффективными изоляторами все же считаются плиты именно с воздушными камерами.

Входящие в структуру пенополистирола ячейки могут иметь размер от 2 до 8 мм. На их стенки при этом приходится примерно 2% массы материала. Таким образом, пенополистирол на 98% состоит из воздуха.

Что такое теплопроводность

Узнать, насколько хорошо тот или иной материал способен сохранять тепло, можно по коэффициенту его теплопроводности. Определяют этот показатель очень просто. Берут кусок материала площадью в 1 м2 и толщиной в метр. Одну из его сторон нагревают, а противоположную ей оставляют холодной. При этом разница температур должна быть десятикратной. Далее смотрят какое количество тепла достигнет холодной стороны за один час. Измеряют теплопроводность в ваттах, разделенных на произведения метра и градуса (Вт/мК). При покупке пенополистирола для обшивки дома, лоджии или балкона обязательно следует посмотреть на этот показатель.

От чего зависит теплопроводность

Способность пенополистирольных плит сохранять тепло зависит в основном от двух факторов: плотности и толщины. Первый показатель определяется по количеству и размеру воздушных камер, составляющих структуру материала. Чем плотнее плита, тем больший коэффициент теплопроводности у нее будет.

Зависимость от плотности

В таблице ниже можно посмотреть каким именно образом теплопроводность пенополистирола зависит от его плотности.

Плотность (кг/м3)Теплопроводность (Вт/мК)
100.044
150.038
200.035
250.034
300.033
350.032

Представленная выше справочная информация, однако, скорее всего, может пригодиться только владельцам домов, использовавшим пенополистирол для утепления стен, пола или потолка довольно-таки давно. Дело в том, что при изготовлении современных марок этого материала производители используют специальные графитовые добавки, в результате чего зависимость теплопроводности от плотности плит сводится практически на нет. В этом можно убедиться, взглянув на показатели в таблице:

МаркаТеплопроводность (Вт/мК)
EPS 500.031-0.032
EPS 700.033-0.032
EPS 800.031
EPS 1000.03-0.033
EPS 1200.031
EPS 1500.03-0.031
EPS 2000.031

Зависимость от толщины

Разумеется, чем толще материал, тем лучше он сохраняет тепло. У современного пенополистирола толщина может колебаться в пределах 10-200 мм. По этому показателю его принято классифицировать на три больших группы:

  1. Плиты до 30 мм. Этот тонкий материал обычно используется при утеплении перегородок и внутренних стен зданий. Коэффициент его теплопроводности не превышает 0.035 Вт/мК.
  2. Материал толщиной до 100 мм. Пенополистирол этой группы может применяться для обшивки как внешних, так и для внутренних стен. Тепло такие плиты сохраняют очень хорошо и с успехом используются даже в регионах страны с суровым климатом. К примеру, материал толщиной 50 мм имеет теплопроводность в 0.031-0.032 Вт/Мк.
  3. Пенополистирол толщиной более 100 мм. Такие габаритные плиты чаще всего используются для изготовления опалубок при заливке фундаментов на Крайнем Севере. Теплопроводность их не превышает 0.031 Вт/мК.

Расчет необходимой толщины материала

Точно вычислить толщину необходимого для утепления дома пенополистирола довольно-таки сложно. Дело в том, что при выполнении этой операции следует учитывать массу самых разных факторов. К примеру, таких, как теплопроводность материала, выбранного для сооружения утепляемых конструкций и его разновидность, климат местности, тип облицовки и пр. Однако примерно рассчитать необходимую толщину плит все-таки можно. Для этого понадобятся следующие справочные данные:

  • показатель требуемого теплосопротивления ограждающих конструкций для данного конкретного региона;
  • коэффициент теплопроводности выбранной марки утеплителя.

Собственно сам расчет производится по формуле R=p/k, где p — толщина пенопласта, R — показатель теплосопротивления, k — коэффициент теплопроводности. К примеру, для Урала показатель R равен 3,3 м2•°C/Вт. Допустим, для утепления стен выбран материал марки EPS 70 с коэффициентом теплопроводности 0.033 Вт/мК. В этом случае расчет будет выглядеть следующим образом:

  • 3.3=p/0.033;
  • p=3.3*0.033=100.

То есть толщина утеплителя для наружных ограждающих конструкций на Урале должна составлять минимум 100 мм. Обычно владельцы домов холодных регионов обшивают стены, потолки и полы двумя слоями пенополистирола на 50 мм. При этом плиты верхнего слоя располагают таким образом, чтобы они перекрывали швы нижнего. Таким образом можно получить максимально эффективное утепление.

Экструдированный пенополистирол

Обычный утеплитель этого типа маркируется буквами EPS. Вторая разновидность материала — экструдированный пенополистирол обозначается буквами XPS. Отличаются такие плиты от обычных, прежде всего, структурой ячейки. Он у них не открытая, а закрытая. Поэтому экструдированный пенополистирол гораздо меньше простого набирает влагу. То есть способен сохранять свои теплоизоляционные качества в полной мере даже под воздействием самых неблагоприятных факторов внешней среды. Коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола в зависимости от марки может составлять 0.027-0.033 Вт/мК.

Сравнение утеплителей

Таким образом, экструдированный и обычный пенополистирол считаются у владельцев загородных участков едва ли не самыми лучшими видами утеплителя. Ниже представляем вашему вниманию таблицу с коэффициентами теплопроводности других видов изоляторов.

МатериалКоэффициент теплопроводности (Вт/мК)
Минеральная вата0.045-0.07
Стекловата0.033-0.05
Керамзит0.16
Керамзитобетон0.31
Пенополиуретан0.02-0.041

Как видите, лучше пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого составляет 0.031-0.033 Вт/мК, стены, потолки и полы можно утеплить только пенополиуретаном. Однако последний стоит очень дорого. К тому же при его нанесении используется специальное конструктивно сложное оборудование. А следовательно, наилучшим вариантом изолятора в плане способности сохранять тепло на данный момент является все же именно пенополистирол.

  • Автор: Андрей Витальевич Васильев

Свойство шт. Тест ASTM Тип I Тип VIII Тип II Тип IX
Плотность, номинальная шт C303 или D1622 1.00# 1.25# 1.50# 2.00#
Плотность, минимум шт C303 или D1622 0,90 1,15 1,35 1,80
Плотность, диапазон шт C303 или D1622 0,90-1,14 1,15-1,34 1,35-1,79 1,80-2,20
Коэффициент теплопроводности К при 25°F БТЕ/(ч) (кв. фут) (Ф/дюйм)C177 или C518 0,23 0,22 0,21 0,20
Коэффициент теплопроводности К при 40°F БТЕ/(ч) (кв. фут) (Ф/дюйм) С177 или С518 0,24 0,235 0,22 0,21
Коэффициент теплопроводности К при 75°F БТЕ/(ч) (кв. фут) (Ф/дюйм) С177 или С518 0,26 0,255 0,24 0,23
Коэффициент теплового сопротивления R* при 25°F при толщине 1 дюйм — 4,35 4,54 4,76 5,00
Коэффициент теплового сопротивления R* при 40°F при толщине 1 дюйм — 4,17 4,25 4,55 4,76
Коэффициент теплового сопротивления R* при 75°F при толщине 1 дюйм — 3,85 3,92 4,17 4,35
Сжатие 10% Деформация фунтов на квадратный дюйм Д1621 10-14 13-18 15-21 25-33
Прочность на изгиб фунтов на квадратный дюйм С203 25-30 30-38 40-50 50-75
Прочность на растяжение фунтов на квадратный дюйм Д1623 16-20 17-21 18-22 23-27
Прочность на сдвиг фунтов на квадратный дюйм — 18-22 23-25 ​​ 26-32 33-37
Модуль сдвига фунтов на квадратный дюйм — 280-320 370-410 460-500 600-640
Модуль упругости фунтов на квадратный дюйм — 180-220 250-310 320-360 460-500
Водопоглощение % С272 < 4,0% < 3,0% < 3,0% < 2,0%
Передача водяного пара Пермь. В Е96 2,0-5,0 1,5-3,5 1,0-3,5 0,6-2,0