Пенополистирол: выбор оптимальной толщины экструдированного утеплителя

Экструдированный пенополистирол – одна из разновидностей современных строительных утеплителей, применяемых для обшивки зданий различного предназначения с целью обеспечения оптимальной теплоэффективности. 

Производство экструдированного пенополистирола

Слово «экструдированный» в назывании материала обозначает способ его производства – на специальном оборудовании (экструдере).

Начальный этап – нагрев исходного сырья (гранул полистирола). Затем разогретая однородная масса (с предварительно введенным вспенивающим веществом) пропускается черед специальное выходное отверстие (головку) экструдера, после чего (при остывании) материал приобретает нужную форму и однородную структуру.

Данный способ производства позволяет достичь ряда высоких эксплуатационных характеристик:

• химическая стойкость;
• пожаробезопасность;
• низкая теплопроводность;
• высокая стойкость при воздействии нагрузок на сжатие и изгиб;
• влагостойкость;
• простота монтажа без применения специализированной техники и профессионального инструмента.  

Сфера применения и параметры

Экструдированный пенополистирол отлично подходит для утепления оконных проемов, внутренней и внешней поверхностей стен, эксплуатируемых и неэксплуатируемых крыш. Высокая стойкость к воздействию внешних факторов позволяет применять материал для утепления подземных частей строений: фундаментов, подвалов и т.д. Также  пенополистирол — один из лучших наполнителей, которые используются в процессе производства сэндвич-панелей.

Как подобрать толщину утеплителя?

Один из основных параметров любого утеплителя – толщина его слоя. Экструдированный пенополистирол отличается лучшей изоляцией, чем большинство известных материалов. Это позволяет снизить толщину утеплительного слоя (или стен) на десятки процентов и даже в разы.

Необходимая толщина рассчитывается с учетом целого ряда факторов: конкретного коэффициента теплопроводности и требуемой величины термического сопротивления.  

Под термическим сопротивлением понимают свойство тела препятствовать распространению теплового движения молекул. Параметр определяется как температурный напор, который необходим для передачи единицы энергии теплового потока через слой изолятора (чем он ниже, тем меньше потери тепла) и вычисляется по формуле:

 

R =а/л, (м2*оС/Вт),

 

где а – толщина материала, м;
л — коэффициент теплопроводности, Вт/м*оС.

Коэффициент теплопроводности материала – основной эксплуатационный показатель эффективности утеплителя. Он зависит от количества тепла, проходящего через поверхность сечением в 1 м2 толщиной 1 м при разности внешней и внутренней температур в 1оС за час.

Определение необходимой толщины слоя утеплителя, таким образом, сводится к вычислению термического сопротивления и подстановки в формулу справочной константы коэффициента теплопроводности экструдированного пенополистирола. 

Толщина экструдированного пенополистирола для утепления, толщина экструдированного пенополистирола для пола, толщина плит из экструдированного пенополистирола — Мир Окон 🏠

Содержание

Толщина экструдированного пенополистирола для утепления, толщина экструдированного пенополистирола для пола, толщина плит из экструдированного пенополистирола

Оглавление
Скрыть ▲
Показать ▼

•   › Сопротивление теплопередаче зданий
•   › Как проще рассчитать толщину утеплителя

Экструдированный пенополистирол выпускается под различными торговами марками. Все товары этой группы, представленные на рынке России, роднит схожий размер плит и показатели плотности. Почти у каждого производителя можно найти экструдированный пенополистирол самой разной толщины, начиная с 20-милиметровых плит утеплителя и заканчивая 10-20 сантиметровыми. Естественный вопрос, который возникает у покупателя: а какая толщина экструдированного пенополистирола для утепления понадобится мне? Ответить однозначно на него не получится, поскольку нужно иметь в виду следующие факторы:

• толщина пеноплекса должна обеспечивать необходимое сопротивление теплопередаче конструкций, в которых они применяются. Под сопротивлением теплопередаче имеется в виду способность крыш, стен, полов и др. удерживать тепло
• Следовательно, нужно знать параметры других элементов – самих стен и полов, отделочных материалов, которые применялись
• Для различных климатических регионов в России СНиП устанавливает свои значения необходимого теплосопротивления зданий, поэтому толщина теплоизолятора, в частности, плит из экструдированного пенополистирола, окажется различной для одинаковых домов в разных городах
• Ко всему прочему данный утеплитель выпускается различной плотности, что также сказывается на его теплопроводности

Сопротивление теплопередаче зданий

Чтобы точно рассчитать, какой должна быть толщина экструдированного пенополистирола для пола и стен для конкретного дома, для начала нужно заглянуть в СНиПы II-3-79 «Строительная теплотехника» и 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Из них можно узнать, какое именно расчетное значение сопротивления теплопередаче существует для данной климатической зоны. Для Москвы, например, оно принято равным 4,15 м2°C/Вт, для южных регионов – 2,8 м2°C/Вт. Далее, учитывая все материалы, которые входят в состав стены, рассчитывается существующее сопротивление теплопередаче. То значение, которого на хватает до нормы, добирается утеплителем. Конечно, толщина экструдированного пенополистирола для утепления не будет рассчитываться с точностью до миллиметра. Толщина плит обычно кратна 0,5 см.

Как проще рассчитать толщину утеплителя

Описанным способом проводятся расчеты толщины стен и полов из экструдированного пенополистирола, определяются необходимые параметры утеплителя для кровли. Для тех, кто не желает утруждать себя сложными расчетами, можно посоветовать воспользоваться услугами специалистов компаний, занимающихся производством и продажей утеплителя, либо специальными калькуляторами, найти которые можно в интернете. Эти сервисы предназначены специально для тех, кто не знаком с теплотехникой, не очень хорошо разбирается в строительстве, но, тем не менее, хочет самостоятельно выполнить работы по утеплению дома.

Идя навстречу потребителю, одна из самых известных компаний на строительном рынке. «Пеноплекс», изменила линейку своей продукции. Теперь выбрать экструдированный пенополистирол для утепления различной толщины неискушенному покупателю стало проще. Плиты выпускаются под названиями «пеноплэкс стена», «пеноплэкс фундамент» и др., что сразу вносит значительную долю ясности.

Для примера приведем рекомендации того, какая должна быть толщина экструдированного пенополистирола для пола. Это общие цифры, на которые стоит просто ориентироваться. Более точно скажут конкретные расчеты.

• Для утепления пола первого этажа толщина экструдированного пенополистирола должна быть не менее 50 мм.
• На втором этаже и выше утепление пола можно выполнять пеноплексом толщиной 20-30 мм.
• Если вы хотите, чтобы пеноплекс на полу выполнял еще и звукозащитные функции (он в определенной степени защищает от ударного шума – радость для соседей снизу, которых вы оградите от громкого топота), то толщина плит из эктрудированного пенополистирола в 40 мм – это минимальное значение.

Теперь коснемся такого вопроса, как толщина стен из эктрудированного пенополистирола. Утепление здесь может быть внутренним и внешним. Использовать плиты пеноплекса большой толщины для внутреннего утепления производители не рекомендуют, поскольку это может привести к излишней конденсации влаги, замоканию и стен и, как следствие, распространению грибка и плесени. При этом обязательно нужно использовать пароизоляцию. Оптимальной толщиной эктрудированного пенополистирола для внутренней обшивки стен считается не более 20-30 мм. Более того, многие строители вовсе не рекомендуют этого делать, отдав предпочтение другим, более влагопроницаемым материалам.

Утепление стен снаружи – более приемлемый вариант. Но и здесь нужно учесть, что экструдированный пенополистирол в большей степени годится для утепления цоколя. Толщина его обычно колеблется от 50 до 150 мм. Если расчеты показывают, что при существующем тепловом сопротивлении стены толщина экструдированного пенополистирола окажется менее 3 см, то за утепление лучше не браться вовсе. Чем меньше разница существующих цифр с нормой, тем более экономически невыгодно проводить наружную теплоизоляцию.

Еще раз повторимся: узнать конкретную толщину экструдированного пенополистирола для утепления конкретного здания можно несколькими способами:

1. Сверившись со СНиПами, самостоятельно произвести расчеты по специальным формулам
2. Воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые можно найти на сайтах крупных компаний, занимающихся продажей теплоизоляционных материалов
3. Справиться у профессионалов, которые имеют определенный опыт утепления домов именно в вашем регионе

Обладает матераил еще одним весомым преимуществом: Техноплекс мыши не едят. И все же каждый решит самостоятельно, который из этих путей подходит ему больше. В любом случае, не стоит пренебрегать и обычной консультацией продавца при покупке экструдированного пенополистирола. Ведь он даст ее вам совершенно бесплатно.

Плита из экструдированного пенополистирола пеноплэкс 45 купите в Екатеринбурге – цена от 5886 ₽/упак в розницу

Толщина:

{{at}}

cdpl_dlina_val_or_minus}}</td> <td>{{pt_js.cdpl_kolvo_val_or_minus}}</td> <td> <p>{{pt_js.cdpl_cost_str}}</p> <p>{{pt_js.cdpl_cost_spravka_str}}</p> </td> <td> </td> </tr> <tr ng-if=» are_products_loading=»»>

Товар	Толщина, мм	Ширина, мм	Длина, мм	Кол-во в упаковке, шт	Розничная цена	Количество

Описание

Характеристики

Монтаж

Упаковка

Документы

Аксессуары

В этой статье мы сосредоточимся на изоляции из жесткого пенопласта для использования внутри стен, сравнивая три популярных типа:

• Пенополистирол (EPS)

• Экструдированный полистирол (XPS)

• Графит Полистирол (GPS)

 

Изоляция из пенополистирола (EPS)

Что такое EPS?

 

Изоляция из пенополистирола, более известная как пенополистирол, представляет собой изоляцию с закрытыми порами, которая используется с 1950-х годов. EPS состоит на 98% из захваченного воздуха и только на 2% из пластика, что делает его эффективным изолятором с небольшим количеством исходного материала.

 

Пенополистирол очень универсален, потому что его можно формовать и резать в разные формы. Наиболее распространенная форма для реконструкции и нового строительства, если это плоская плита, но контурный пенополистирол также стал популярным в изолированном виниловом сайдинге. Контурный пенополистирол не только служит изоляцией, но и обеспечивает повышенную прочность и ударопрочность сайдинга. Нажмите здесь, чтобы узнать больше об изолированном виниловом сайдинге с изоляцией EPS>

 

Как производится EPS?

 

EPS начинается с крошечных шариков полистирола, которые выглядят как крупинки соли. Шарики отправляются в форму и расширяются во много раз по сравнению с их первоначальным размером с помощью пара и пентана, пока они полностью не заполнят пространство. Хотя обычно пенополистирол белого цвета, он может содержать добавки, такие как красители или средства отпугивания вредителей.

 

Если форма имеет форму конечного продукта, то деталь снимается с машины, и процесс завершается. Чаще всего бусины формуют в большой прямоугольный блок, а затем разрезают на окончательную форму с помощью горячей проволоки.

 

Оттуда изоляция из пенополистирола затем упаковывается и отправляется или отправляется через другую машину, которая приклеивает облицовочные материалы из пластиковой пленки к пене. В зависимости от конкретной используемой пленки она может обеспечивать повышенную жесткость, отражающие свойства, печатные линии установки и многое другое. Большинство производителей изоляции из пенополистирола печатают на пленке название своей торговой марки и важную информацию о продукте.

 

Каковы ключевые особенности EPS?

 

Основной характеристикой любой изоляции является энергоэффективность. Энергоэффективность изоляционных изделий измеряется в «значении R» или сопротивлении тепловому потоку. Чем выше значение r, тем выше изоляционная способность. 9Изоляция EPS 0401 имеет среднее значение r 3,6 на дюйм . При использовании некоторых типов пластиковых облицовок композитный продукт может иметь значение r до 3,8 на одном дюйме

 

В дополнение к обеспечению энергоэффективности, EPS без пленочных облицовок имеет рейтинг проницаемости до 5,0 . Рейтинг перманентности — это мера способности продукта пропускать через себя водяной пар.

 

Средняя семья из четырех человек ежедневно вырабатывает от 4 до 6 галлонов водяного пара. Изделия с более высоким рейтингом перманентной проницаемости позволяют этим парам выходить наружу, исключая возможность повреждения влагой. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о воздухопроницаемости дома и оценках перманентной завивки>

 

Когда дело доходит до стоимости, EPS обычно имеет самую низкую цену из трех типов изоляции, описанных в этой статье.

 

Сводка данных EPS:

• Тип ячейки: Закрытая
• Значение R : 3,6 на дюйм, 3,8 с пленочной облицовкой
• Пермь Рейтинг : до 5,0
• Стоимость : 9–13 долларов США (цены зависят от характеристик продукта)

 

Изоляция из экструдированного полистирола (XPS)

 

 

Что такое XPS?

 

Пенополистирол, называемый XPS, представляет собой изоляционный продукт с закрытыми порами, обычно используемый при реконструкции и новом строительстве. Из-за производственного процесса изоляция XPS обычно доступна только в виде квадратных или прямоугольных плит стандартного размера. Марки XPS, как правило, узнаваемы по цвету изоляции: синий — Dow, розовый — Owens Corning, зеленый — Kingspan и т. д.

 

Как изготавливается XPS?

Изоляция XPS состоит из кристаллов полистирола, которые смешиваются со специальными добавками и газообразователем. Материалы подаются в экструдер, где они смешиваются и плавятся в густую жидкость. Жидкость проходит через фильеру, вспенивается, формуется, охлаждается и, наконец, обрезается.

 

Каковы основные функции XPS?

 

Как и в случае с пенополистиролом, энергоэффективность является основной характеристикой изоляции из пенополистирола. Благодаря своим физическим свойствам XPS имеет более высокое значение r, чем EPS, и составляет 4,7 на дюйм.

 

В прошлом производители XPS могли заявлять значения r ближе к 5,0 на дюйм. Однако было известно, что вспенивающие агенты, используемые в производственном процессе, со временем истощаются, снижая изоляционные свойства. Производители теперь сообщают о долгосрочной термостойкости (LTTR) своих продуктов XPS, чтобы учесть снижение значения r с течением времени.

 

XPS обеспечивает повышенную жесткость и жесткость, что делает его пригодным для использования на крышах, под землей, под плитой и в других случаях.

 

Сводка данных XPS:

• Тип ячейки: Закрытая
• Значение R : 4,7 на дюйм
• Пермь Рейтинг :
• Стоимость : 15–20 долларов США за штуку (цены зависят от характеристик продукта)

 

Графит Полистирол (GPS) Изоляция

 

 

Что такое GPS?

 

Изоляция из графитового полистирола, или GPS, изготовлена ​​из гранул Neopor, запатентована и произведена BASF. Neopor придает изоляции GPS темно-серый вид и более высокое значение r, чем традиционные продукты изоляции EPS. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о Neopor.

 

Как и пенополистирол, в процессе производства GPS можно придавать различные формы. Хотя GPS является относительно новым в Соединенных Штатах, он стал ведущей формой изоляции в Европе за последние несколько десятилетий.

---

НЕОПОР Графит Полистирол: что это такое и как он работает

Прочтите полную статью >>

---

---

---

8

---

.?

 

GPS изготавливается так же, как изоляция EPS. Основное отличие заключается в производстве сырья Neopor. BASF, крупнейшая в мире химическая компания, наполняет клеточную структуру частицами графита, которые обеспечивают отражающее свойство и характерный темно-серый цвет

 

Гранулы Neopor помещают в форму и обрабатывают паром и пентаном, пока они не расширятся во много раз их первоначальный размер и заполнить пространство. Поскольку Neopor по своей природе имеет темно-серовато-черный цвет, красящие добавки обычно не используются.

 

После завершения процесса формования блоки изоляции состариваются и обрезаются до окончательной формы с помощью горячей проволоки. Поверхности из пластиковой пленки также можно приклеить к пеноматериалу для придания большей жесткости, отражающих свойств, направляющих для установки и т. д.

 

Поскольку производственный процесс очень похож на EPS, некоторые производители производят как EPS, так и GPS. Обычно для этого требуется некоторое дополнительное оборудование, чтобы избежать перекрестного загрязнения между двумя типами изоляции.

 

Каковы основные функции GPS?

 

Ключевой особенностью изоляции GPS (Neopor) является значение r-value 4,7 на дюйм, которое достигается благодаря графиту высокой чистоты, внедренному в ячеистую структуру изоляции.

 

Традиционный пенополистирол обеспечивает экономию энергии за счет воздушных карманов в изоляции, которые замедляют движение теплого воздуха к холодному. Это то, что придает ему свойство энергоэффективности.

 

При прохождении теплового излучения через изоляцию GPS оно сотни раз отражается на своем пути благодаря частицам графита, что значительно замедляет передачу тепла и делает изоляцию более энергоэффективной. Когда применяются определенные типы пластиковых облицовок, GPS может иметь значение r до 4,9 на один дюйм.

 

В дополнение к энергоэффективности, изоляция GPS без пленочного покрытия имеет коэффициент проницаемости до 5,0 в зависимости от плотности, с которой она изготовлена. Рейтинг перманентности — это мера способности продукта пропускать через себя водяной пар. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о воздухопроницаемости дома>

 

Изоляция GPS дороже, чем пенополистирол из-за большей экономии энергии, но обычно дешевле, чем изоляция из XPS.

 

Сводка данных GPS:

• Тип ячейки: Закрыта
• Значение R : 4,7 на дюйм, 4,9 с пленочной облицовкой
• Пермь Рейтинг : до 5,0
• Стоимость : 14-16 долларов США за штуку (цены зависят от характеристик продукта)

 

 

Резюме

В зависимости от вашего конкретного применения изоляция EPS, XPS или GPS может подойти для вашего проекта.

Может ли изоляция из пенопласта быть слишком толстой?

Много пены. Проектировщики первого сертифицированного здания Passivhaus в США, языкового института в Бемиджи, Миннесота, указали 16-дюймовый пенополистирол (EPS) под фундаментную плиту.

Изображение предоставлено Эдвином Дехлер-Сетер

Еще размышления энергетического ботаника

В США проектировщики ультрасовременных домов с суперизоляцией обычно рекомендуют укладывать изоляцию из жесткого пенопласта толщиной от 2 до 6 дюймов под жилые плиты. Для строителей, которые используют экструдированный полистирол (XPS), наиболее часто используемую изоляцию под плиты, это составляет от R-10 до R-30.

Как недавно сообщил Алекс Уилсон: «Эксперт по строительству Джо Лстибурек … утверждает, что для любого дома к северу от линии Мейсона-Диксона мы должны следовать «правилу 10-20-40-60» для значений R: R-10 ниже плиты перекрытия фундамента; Фундаментные стены Р-20; Стены домов R-40 и потолки или крыши R-60».

Однако по несколько неясным причинам строители Passivhaus устанавливают гораздо более толстые слои изоляции под плиты, чем большинство любителей суперизоляции.

Здания Passivhaus имеют очень толстую основу из пенопласта

Проектировщики Passivhaus используют получивший высокую оценку программный пакет, разработанный с помощью немецких физиков — Пакет планирования пассивного дома (PHPP). Программное обеспечение PHPP помогает проектировщикам определить, насколько толстой должна быть теплоизоляция, чтобы дом соответствовал стандарту Passivhaus. Среди ключевых требований стандарта: дом должен иметь максимальное годовое потребление тепловой энергии 15 кВтч на квадратный метр (4755 БТЕ на квадратный фут) и максимальное использование энергии источника для всех целей 120 кВтч на квадратный метр (11,1 кВтч на квадратный метр). нога).

Чтобы соответствовать стандарту, Катрин Клингенберг, основатель Института пассивного дома в США, установила 14-дюймовую изоляцию из пенополистирола (EPS) — 7 слоев 2-дюймовой пены (всего R-56) — под плитой своей дома в Урбане, штат Иллинойс. Waldsee Biohaus, языковой институт Passivhaus в Бемиджи, штат Миннесота, имеет 16 дюймов пенополистирола под фундаментной плитой.

Чем объясняются эти разные рекомендации?

Недавно я связался с инженером Джоном Штраубе в надежде удовлетворить свое любопытство по поводу удивительного несоответствия между рекомендациями североамериканских физиков и сторонников пассивного дома в отношении изоляции подплиты. Джон Штрауб — коллега Джо Лстибурека из Building Science Corporation,…

Подпишитесь на бесплатную пробную версию и получите мгновенный доступ к этой статье, а также к полной библиотеке премиальных статей GBA и
детали конструкции.

Начать бесплатную пробную версию

Уже зарегистрированы? Войти

Избранные блоги

Размышления энергетического ботаника
Посмотреть больше

Рассмотрение возможности использования энергии в жилых помещениях

• 
  6 января

• 
  23 декабря

• 
  9 декабря

Руководство по продукту
Посмотреть больше

• 
  15 декабря

• Спонсор

  
  14 декабря

• Спонсор

  
  12 декабря

Экструдированный полистирол

обеспечивает более высокие значения R-значения

РЕФЕРАТ

 

Новое исследование, проведенное Транспортным центром Университета Аляски, Университет Аляски в Фэрбенксе (исследование Коннора [1]), недавно сообщило о значениях R, измеренных на изоляции, удаленной из-под земли. применения в суровых климатических условиях, дополняя данные двух предыдущих аналогичных исследований [2, 3]. В трех исследованиях сообщалось об эксплуатационных значениях сопротивления теплопередаче на дюйм изоляции из экструдированного полистирола (XPS) и пенополистирола (EPS), установленных под дорогами и взлетно-посадочными полосами аэропортов со сроком службы от 1 года до 31 года. Данные этих трех исследований были объединены для более надежного определения эксплуатационных характеристик как XPS, так и EPS в требовательных приложениях ниже уровня земли. Новые данные подтверждают предыдущие результаты, показывающие более высокое значение R на дюйм для XPS по сравнению с EPS. Фактически, новые результаты показывают, что предыдущие результаты недооценивают снижение термического сопротивления пенополистирола с течением времени. Чтобы обеспечить такое же значение R в эксплуатации, EPS должен быть в 1,5–2 раза толще, чем XPS.

ВВЕДЕНИЕ

Значение R полистироловой изоляции под дорогами и аэродромами в холодном климате имеет решающее значение для защиты инфраструктуры от повреждений, вызванных морозным пучением и таянием вечной мерзлоты. Следовательно, необходимо принимать во внимание основные факторы, влияющие на показатели коэффициента теплопередачи в процессе эксплуатации, такие как старение и поглощение влаги. Архитекторы, инженеры, консультанты и опытные специалисты по строительству, заинтересованные в долговечности пенополистирольной изоляции, оценят новый информативный отчет о результатах испытаний 15 образцов полистирольной изоляции, взятых в полевых условиях из трех различных мест под землей в регионах с холодным климатом Аляски. [1].

Окончательный отчет по проекту исследования Коннора [1] показал следующее:

1. Чтобы обеспечить такое же значение R в процессе эксплуатации, EPS должен быть в 1,5–2 раза толще, чем XPS.
2. Новые точки данных подтверждают предыдущие результаты, показывающие более высокое значение R на дюйм для XPS по сравнению с EPS. Фактически, новые результаты показывают, что предыдущие результаты недооценивали снижение термического сопротивления пенополистирола с течением времени.
3. Небольшие лабораторные сравнительные испытания, используемые для классификации продуктов EPS и XPS (например, ASTM C272 [4] или ASTM D2842 [5], ссылки на которые содержатся в стандартах на материалы ASTM C578 [6] и CAN/ULC S701.1 [7]) не полностью учитывают фактическое долгосрочное значение R, реализованное в полевых условиях.
4. Более новые продукты из пенополистирола не привели к улучшению показателей коэффициента сопротивления теплопередаче, оцененному после добычи в полевых условиях и нескольких лет воздействия ниже уровня земли.
5. Влагопоглощение при использовании пенополистирола оказывает гораздо большее отрицательное влияние на коэффициент теплопередачи в процессе эксплуатации, чем влагопоглощение и старение при использовании пенополистирола.

ПРЕДПОСЫЛКИ

До исследования Коннора самый старый образец XPS в трех отчетах находился в эксплуатации 25 лет, а самый старый образец EPS — 15 лет в эксплуатации. Общее количество комбинированных точек данных для XPS и EPS составило 18 и 7 соответственно. Исследование Коннора предоставило дополнительные данные для изоляции EPS и XPS, особенно в отношении более длительного срока службы, что позволило провести обновленную сравнительную оценку за аналогичный диапазон лет эксплуатации.

Предыдущие исследования

В исследовании Esch [2] ранее рассматривались 14,7 миль дорог и 9750 футов взлетно-посадочной полосы аэродрома, построенных Департаментом автомобильных дорог Аляски для борьбы с морозным пучением и таянием вечной мерзлоты. В конце 1960-х годов изоляционные материалы были установлены ниже уровня земли в этих приложениях и извлечены примерно в 1984 году для последующей оценки. Образцы ЭПС были возрастом 3 и 15 лет; а образцам XPS было 3, 5, 10, 15, 20 и 25 лет.

В исследовании Pouliot и Savard [3] позже был проведен экспериментальный тестовый участок проезжей части длиной примерно 385 метров в Saints-Martyrs-Canadiens, Квебек (к югу от Квебека), чтобы сравнить характеристики неизолированных и изолированных участков проезжей части с использованием XPS и EPS. Дорога была построена в 1995 году, и материалы XPS и EPS были извлечены через 1, 3, 5 и 7 лет эксплуатации.

Существующие соотношения толщин

Типичным выражением сравнительной оценки пенополистирольной изоляции является соотношение толщин. Рекомендуемая толщина изоляции EPS получается путем умножения требуемой толщины XPS на отношение толщины EPS/XPS. Например, если инженерный проект требует четыре дюйма XPS, а рекомендуемое соотношение толщины составляет 1,5, то инженерная спецификация должна требовать, чтобы толщина EPS составляла 1,5 умножить на четыре дюйма. Шесть дюймов EPS потребуются в качестве альтернативы четырехдюймовому XPS. В 1986 Esch Study рекомендуемое соотношение толщины составляло 1,36. В исследовании Pouliot and Savard 2003 г. рекомендуемое соотношение толщины составляло 1,20. Напротив, исследование Коннора предполагает увеличение толщины ЭПС в 1,5–2,0 раза по сравнению с толщиной ЭПС. Соотношение толщины EPS/XPS обычно определяется из существующих проектных документов, таких как ASCE 32. Для изоляции, установленной в горизонтальном положении, стандарт ASCE 32 для защищенных от мороза мелкозаглубленных фундаментов [8] и Международный кодекс жилищного строительства [9].] рекомендуется коэффициент толщины 1,43 для пенополистирола типа IX с расчетным значением R-2,8 по сравнению с типом IV XPS с расчетным значением R-4,0 для горизонтального размещения защищенных от мороза мелкозаглубленных фундаментов. Эти типы изоляции имеют одинаковую плотность по ASTM C578. Расчетное отношение толщины 1,43 основано на обширном обзоре литературы [10]. Коэффициент толщины 1,43, как предписано ASCE 32, учитывает неопределенность в эффективности мер дренажа фундамента и возможность возникновения более тяжелых грунтовых условий. Наряду с двумя более ранними исследованиями, исследование Коннора дополнительно информирует об этих предписанных соотношениях толщины. Тяжесть грунтовых условий варьируется от участка к участку и усугубляется с годами эксплуатации.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОННОРА

Исследование Коннора предоставляет новые долгосрочные эксплуатационные данные, которые дают дополнительную информацию о характеристиках влажности прошлых и новых продуктов EPS и XPS. Данные показывают, что тепловые и влагостойкие характеристики новых продуктов из пенополистирола (примерно через пять лет эксплуатации) хорошо соответствуют более старым продуктам из пенополистирола. Новые данные обеспечивают дополнительную уверенность в том, что текущие отношения толщины, предписанные в ASCE 32, а также в исследованиях Эша и Пулио и Савара, действительны или даже занижены. Данные продолжают подтверждать превосходные влаго- и тепловые характеристики XPS в приложениях ниже уровня земли.

Образцы пенополистирола в исследовании Коннора находились в неблагоприятных условиях в течение пяти лет (шоссе Далтон, Аляска) и 21 года (шоссе Криппл-Крик, Аляска). Изоляционные материалы XPS находились в неблагоприятных условиях в течение 31 года (аэропорт Голиван, Аляска). Эти образцы предоставляют дополнительные данные о производительности для EPS и XPS после 21 и 31 года эксплуатации соответственно. Образцы EPS и XPS, извлеченные из местоположений ниже уровня грунта, были тщательно изучены. Исследователи обнаружили явную разницу в эффективном значении R-значения и водопоглощении.

Несколько площадок позволяют исследовать производительность в широком диапазоне условий с размером выборки, достаточным для выявления долгосрочных тенденций. В течение этих длительных периодов эксплуатации образцы пенополистирольной изоляции подвергались воздействию старения, влагопоглощения и высыхания, а также сил сжатия. Если объединить данные всех трех исследований по EPS и XPS, соответственно, размеры выборки составляют 19 и 21; а самый старший возраст службы — 21 и 31 год. Выводы по характеристикам R-значения приведены ниже и показаны на рис. 1.

Результаты испытаний, проведенных в исследовании Connor, указывают на быстрое падение значения R на дюйм для пенополистирола в течение первых пяти лет эксплуатации (значения R на дюйм в процессе эксплуатации варьируются от 3,13 до 3,70). Для сравнения, значения R на дюйм для XPS только постепенно снижались после пяти лет эксплуатации на ранее измеренных образцах XPS (со значениями R на дюйм в диапазоне от 4,51 до 5,15). Кроме того, исследование Коннора показало, что значения R на дюйм для XPS постепенно снижались, выровнявшись до среднего значения около 4,1 после 31 года эксплуатации. Для сравнения, значения R на дюйм для EPS быстро снижались, выровнявшись до среднего значения около 2,2 после 21 года эксплуатации.

Рисунок 1: Термическое сопротивление (значение R на дюйм в единицах °F·ч·фут2 / БТЕ) в зависимости от количества лет эксплуатации. На этом графике представлены точки данных, представленные Коннором в табличной форме. Также показаны наилучшая средняя кривая и наилучшая средняя кривая минус одно стандартное отклонение для образцов EPS и XPS, как указано Коннором в форме уравнения.

На рис. 1 представлены точки данных для эксплуатационного значения R на дюйм, согласно исследованию Коннора. Новые точки данных подтверждают предыдущие результаты, показывающие более высокое значение R на дюйм для XPS по сравнению с EPS. Фактически, новые результаты показывают, что предыдущие результаты недооценивали снижение термического сопротивления пенополистирола с течением времени.

Исследование Коннора развивает концепцию среднего эксплуатационного значения R на дюйм минус одно стандартное отклонение (сплошная линия на рис. 1) как один из способов расчета толщины изоляции, необходимой для учета воздействия в процессе эксплуатации суровых условий ниже уровня земли. .

Предлагается несколько других процедур и соответствующих множителей для учета снижения R-значения на дюйм в зависимости от продолжительности эксплуатации. Независимо от процедуры, исследование Коннора приходит к выводу, что толщина пенополистирола должна быть в 1,5–2,0 раза больше толщины пенополистирола, чтобы тепловые характеристики пенополистирола соответствовали теплотехническим характеристикам пенополистирола.

ВЛИЯНИЕ ДЛЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Факторы, влияющие на характеристики изоляции при ее применении, включают R-значения, влажность, температуру, старение, состав прилегающей почвы, отвод воды и качество монтажа. Все изделия из полистирола XPS и EPS классифицируются по типам в соответствии с небольшими лабораторными сравнительными испытаниями с использованием спецификаций ASTM C578 [6], CAN/ULC S701.1 [7] или AASHTO M230 [11]. Было бы ошибкой экстраполировать эти мелкомасштабные результаты, чтобы получить точное представление (или расчетное значение) производительности месторождения, особенно с учетом множества переменных, упомянутых выше.

Например, долгосрочное термическое сопротивление (LTTR) [12] или старение, которое основано на краткосрочных лабораторных испытаниях небольшого масштаба, некоторые считают расчетным R-значением и единственным наиболее важным критерием продукта. . Это неверное предположение. Единственная маломасштабная испытательная характеристика, такая как старение, не позволяет точно предсказать расчетное термическое сопротивление изоляции в процессе эксплуатации, особенно когда фактические эксплуатационные характеристики изоляции уже подтверждены в экстремальных реальных условиях.

Кроме того, полевое исследование в одном регионе страны не может точно предсказать одинаковые показатели во всех регионах страны, учитывая различные климатические и почвенные условия. К счастью, в этих трех исследованиях изучались несколько климатических условий с резкими циклами замерзания/оттаивания, такие как Фэрбенкс, Аляска и Квебек, Канада. Исследования предоставляют важные долгосрочные данные, в то время как мелкомасштабные методы испытаний, используемые для классификации полистирола, не свидетельствуют о долгосрочных характеристиках. Составитель спецификации несет ответственность за обеспечение того, чтобы эти исследовательские данные были применимы к их климатическому региону.

Еще один важный вывод исследования Коннора указывает на недостатки использования мелкомасштабных испытаний на поглощение влаги в качестве предиктора эксплуатационных характеристик. Помимо измерения значения R на дюйм, на всех образцах измеряли влагопоглощение. Исследование Коннора стремилось сопоставить точки данных «Вода по объему» с точками данных R-значения на дюйм. Согласно результатам небольших лабораторных испытаний (согласно требованиям ASTM C578), один продукт из пенополистирола имеет такое же влагопоглощение, как и пенополистирол, однако эксплуатационные характеристики существенно отличаются.

Другими словами, улучшенные результаты испытаний на влагопоглощение пенополистирола в малом масштабе статистически не улучшили и без того быстрое снижение R-значения пенополистирола из-за поглощения влаги в процессе эксплуатации. В этих исследованиях относительная разница в поглощении влаги помогает объяснить ухудшение значений R ниже уровня качества при эксплуатации. XPS в среднем поглощал меньше влаги, чем EPS, во всех исследованиях; следовательно, необходимо соотношение толщины, применяемое к продуктам из пенополистирола.

РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ

Таким образом, благодаря научным исследованиям и эмпирическим данным устойчивость XPS была подтверждена.

Исследование предполагает, что небольшие тесты, используемые для классификации продуктов в соответствии со стандартами материалов ASTM C578 или CAN/ULC S701.