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:

* – 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).

Теплопроводность пенополистирола — какая она и от чего зависит

Перечисляя параметры утеплителей, на первое место всегда ставят теплопроводность материала. Зависит она от того, сколько в данном веществе содержится воздуха. Ведь именно воздушная среда служит отличным естественным теплоизолятором. Заметим, что способность проводить тепло уменьшается при увеличении разреженности среды. Так что лучше всего держит тепло прослойка из вакуума.

На этом принципе основана работа термосов. Но при строительстве вакуум создать проблематично, поэтому ограничиваются обычным воздухом. К примеру, низкая теплопроводность пенополистирола, особенно экструдированного, обусловлена тем, что этого самого воздуха в нем хоть отбавляй.

Что влияет на способность пенополистирола проводить тепло

Чтобы наглядно понять, что такое теплопроводность, возьмем кусок материала метровой толщины и площадью один квадратный метр. Причем одну его сторону нагреваем, а вторую оставляем холодной. Разница этих температур должна быть десятикратной. Измерив количество теплоты, которое за одну секунду переходит на холодную сторону, получаем коэффициент теплопроводности.

Отчего же именно пенополистирол способен хорошо сохранять как тепло, так и холод? Оказывается, всё дело в его строении. Конструктивно данный материал состоит из множества герметичных многогранных ячеек, имеющих размер от 2 до 8 миллиметров. Внутри у них находится воздух – он составляет 98 процентов и служит великолепным теплоизолятором. На полистирол приходится 2% от объёма.А по массе полистирол составляет 100%, т.к. воздух, условно говоря, не имеет массы.

Надо заметить, что теплопроводность экструдированного пенополистирола остается неизменной по прошествии времени. Это выгодно отличает данный материал от других пенопластов, ячейки которых наполнены не воздухом, а иным газом. Ведь этот газ обладает способностью постепенно улетучиваться, а воздух так и остается внутри герметичных пенополистирольных ячеек.

Покупая пенопласт, мы обычно спрашиваем продавца о том, каково значение плотности данного материала. Ведь мы привыкли, что плотность и способность проводить тепло неразрывно связаны друг с другом. Существуют даже таблицы этой зависимости, с помощью которых можно выбрать подходящую марку утеплителя.

Плотность пенополистирола кг/м3	Теплопроводность Вт. /МКв
10	0,044
15	0,038
20	0,035
25	0,034
30	0,033
35	0,032

Однако в нынешнее время придумали улучшенный утеплитель, в который введены графитовые добавки. Благодаря им коэффициент теплопроводности пенополистирола различной плотности остается неизменным. Его значение — от 0,03 до 0,033 ватта на метр на Кельвин. Так что теперь, приобретая современный улучшенный ЭППС, нет надобности проверять его плотность. 

Маркировка пенополистирола теплопроводность которого не зависит от плотности:

Марка пенополистирола	Теплопроводность Вт./МКв
EPS 50	0. 031 — 0.032
EPS 70	0.033 — 0.032
EPS 80	0.031
EPS 100	0.030 — 0.033
EPS 120	0.031
EPS 150	0.030 — 0.031
EPS 200	0.031

Пенополистирол и другие утеплители: сравнение

Сравним теплопроводность минеральной ваты и пенополистирола. У последнего данный показатель меньше и составляет – от 0,028 до 0,034 ватта на метр на Кельвин. Теплоизоляционные свойства ЭППС без графитовых добавок уменьшаются с увеличением плотности. Так, например, экструдированный пенополистирол, теплопроводность которого 0,03 ватта на метр на Кельвин, обладает плотностью 45 килограммов на кубический метр.

Сравнив данные показатели у разнообразных утеплителей, можно сделать вывод в пользу ЭППС. Двухсантиметровый слой этого материала держит тепло так же, как минвата слоем 3,8 сантиметра, обычный пенопласт слоем 3 сантиметра, деревянная доска толщиной 20 сантиметров. Кирпичом же придется выложить стенку 37 сантиметров толщиной, а пенобетоном – 27 сантиметров. Впечатляюще, не так ли?

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться:

Теплопроводность пенопласта EPS и EVA

Измерительная платформа-2 (MP-2) представляет собой усовершенствованный измеритель с уникальным набором датчиков переходной теплопроводности для различных применений с упором на первичные измерения. Датчики переходной теплопроводности имеют схожие принципы работы. Провод датчика нагревается с использованием источника постоянного тока (q), и повышение температуры регистрируется путем наблюдения за изменением электрического сопротивления провода (THW и EFF) или с помощью устройства для измерения температуры сопротивления (TLS). У образцов с высокой теплопроводностью сопротивление со временем увеличивается медленнее; для образцов с низкой теплопроводностью сопротивление со временем увеличивается быстрее.

Рисунок 1. Измеритель теплопроводности Thermtest MP-2

Измеритель теплопроводности MP-2 выигрывает от удобства и точности, получаемых при использовании первичных методов измерения. Контроллер МП-2 автоматически определяет подключенный датчик и загружает соответствующие параметры тестирования. Измерения легко выполняются с помощью интеллектуального встроенного программного обеспечения и передаются на компьютер с помощью прилагаемой служебной программы Windows.

Датчик THW-S

Рисунок 2. Датчик Thermtest THW-S для использования с переносным счетчиком MP-2.

Датчик THW-S — один из многих датчиков, предлагаемых вместе с портативной измерительной платформой Thermtest (MP-2). Этот датчик предлагает простые, но точные измерения изоляции и мягких материалов от 0,01 до 2 Вт/м·К с помощью метода переходного процесса с горячей проволокой. Модель THW-S имеет точность 5 % и воспроизводимость измерений 2 %, что делает его высокоточным и прецизионным прибором для измерения теплопроводности различных типов образцов.

THW-S имеет настройку обнаружения тока, которая определяет подходящую величину тока для подачи на основе тестового измерения. По результатам тестового измерения будет установлен ток, обеспечивающий оптимальное повышение температуры образца во время тестирования.

Теплопроводность пенополистирола и пенопласта EVA

Пенополистирол (EPS) и этиленвинилацетат (EVA) — это типы пенопластов, которые широко используются в коммерческих целях. EPS обычно используется в безопасных для пищевых продуктов контейнерах и в качестве строительной изоляции, в то время как EVA в основном известен своим использованием в ремесленных пенопластах и ​​спортивном оборудовании. Обе эти пены обладают одинаковыми изоляционными свойствами, каждая из них имеет R-значение около 4/дюйм. Значение R — это мера энергоэффективности материала, основанная на его сопротивлении тепловому потоку на единицу площади. Чем выше значение R, тем выше изолирующая способность и, следовательно, ниже теплопроводность. Теплопроводность материала является внутренним свойством, не зависящим от толщины.

В этом листе заявки используется датчик Thermtest THW-S для измерения теплопроводности этих двух типов пеноизоляции. После калибровки теплопроводность пенополистирола и ЭВА может быть измерена с высокой степенью точности.

Рисунок 1: Портативный прибор MP-2 с датчиком Thermtest THW-S

Рисунок 2: Установка держателя образца с датчиком THW-S между двумя кусками a) пенополистирола, b) пены EVA .

Таблица 1 : Результаты измерения пены EPS и EVA с помощью датчика Thermtest THW-S при комнатной температуре.

Теплопроводность и сопротивление в различных сердцевинах изопанелей | Сэндвич-панели Isowall

26сен

/

Джон

Теплопроводность и сопротивление в различных сердцевинах изопанелей

В этом блоге мы исследуем тепловые свойства каждого изоляционного наполнителя, доступного для наших панелей Isopanel: пенополистирола (EPS), минеральной ваты (Rockwool), наполнителя из полиизоцианурата (PIR) и наполнителя из фенольной пены.

Обратите внимание, что структурные тепловые характеристики панели зависят от толщины материала сердцевины. Все приведенные ниже значения теплового сопротивления основаны на панелях с толщиной сердцевины 100 мм, и эти значения будут увеличиваться с увеличением толщины сердцевины.

Вспененный полистирол (EPS)

EPS широко используется в изоляции сэндвич-панелей и других строительных приложениях благодаря своей превосходной энергоэффективности, универсальности по толщине и длине, низкой стоимости установки и рентабельному долгосрочному обслуживанию.

На первый взгляд, пенополистирол имеет превосходную теплопроводность ниже 0,1 (примерно 0,03) и тепловое сопротивление R 2,7 на 100 мм. Сердцевина из пенополистирола, как правило, более выгодна, чем, например, более дорогие PIR и фенольные пены. Кроме того, огнестойкий пенополистирол обеспечивает хорошую огнестойкость, сравнимую с другими материалами сердцевины.

PIR

PIR предлагает конкурентоспособное значение R, которое увеличивается пропорционально толщине продукта. Он обеспечивает высокий уровень огнестойкости из-за своей химически сшитой полимерной структуры. PIR не пластичен после обжига, выдерживая более высокие температуры.

PIR имеет теплопроводность ок. 0,02 и более высокое термическое сопротивление, чем пенополистирол примерно R 4 на 100 мм. Однако исследования показывают, что общее термическое сопротивление PIR может со временем снижаться, несмотря на изначальное преимущество в термоэффективности перед EPS.

Заказчики, включившие Isowall в свое техническое задание, могут быть уверены, что выбрали наиболее широко протестированную и проверенную панельную систему на рынке. Все запросы будут рассмотрены нашим опытным и дружелюбным персоналом, который предоставит вам быстрое и вежливое обслуживание.

Фенольная пена

Фенольная пена представляет собой жесткую теплоизоляционную пену с превосходными теплоизоляционными характеристиками благодаря высокой теплоизоляции. Он также обладает отличным сочетанием прочности, веса и простоты применения.

Фенольная пена имеет сравнительный показатель теплопроводности 0,02 с PIR и EPS, а также высокое тепловое сопротивление R со значением 2,7 на 100 мм толщины, рекомендованным для превосходной огнестойкости.

Минеральная вата (минеральная вата)

Минеральная вата обладает превосходными тепловыми и акустическими свойствами и высокой прочностью на сжатие, а также значительным преимуществом в пожаробезопасности. Материал сердцевины негорючий и устойчив к температурам свыше 1000 C.

Наши панели Isopanel используют Rockwool Conrock Q5 в качестве сердцевины панели, изготовленной из базальта, вулканического камня. Минеральная вата имеет низкую теплопроводность 0,02 и превосходное значение теплового сопротивления R 2,5 на 100 мм, которое увеличивается с толщиной.

Isowall  производит и распространяет изолированные сэндвич-панели как Isopanels . Доступны различные облицовочные материалы, сердцевины и отделки, в зависимости от требуемого применения.