Теплопроводность и плотность пенопласта
Коэффициент теплопроводности плит из пенополистирола
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.
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).
Теплопроводность и плотность пеноплэкса, сравнение с пенополистиролом ПСБ
Представлена сравнительная таблица значений коэффициента теплопроводности, плотности пеноплэкса и пенополистирола ПСБ различных марок в сухом состоянии при температуре 20…30°С. Указан также диапазон их рабочей температуры.
Теплоизоляцию пеноплэкс, в отличие от беспрессового пенополистирола ПСБ, производят при повышенных температуре и давлении с добавлением пенообразователя и выдавливают через экструдер. Такая технология производства обеспечивает пеноплэксу закрытую микропористую структуру.
Пеноплэкс, по сравнению с пенополистиролом ПСБ, обладает более низким значением коэффициента теплопроводности λ, который составляет 0,03…0,036 Вт/(м·град). Теплопроводность пеноплэкса приблизительно на 30% ниже этого показателя у такого традиционного утеплителя, как минеральная вата. Следует отметить, что коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ в зависимости от марки находится в пределах 0,037…0,043 Вт/(м·град).
Плотность пеноплэкса ρ по данным производителя находится в диапазоне от 22 до 47 кг/м 3 в зависимости от марки. Показатели плотности пенополистирола ПСБ ниже — плотность самых легких марок ПСБ-15 и ПСБ-25 может составлять от 6 до 25 кг/м 3 , соответственно.
Максимальная температура применения пенополистирола пеноплэкс составляет 75°С. У пенопласта ПСБ она несколько выше и может достигать 80°С. При нагревании выше 75°С пеноплэкс не плавится, однако ухудшаются его прочностные характеристики. Насколько при таких условиях увеличивается коэффициент теплопроводности этого теплоизоляционного материала, производителем не сообщается.
Теплопроводность и плотность пеноплэкса и пенополистирола ПСБ| Марка пенополистирола | λ, Вт/(м·К) | ρ, кг/м 3 | tраб, °С |
|---|---|---|---|
| Пеноплэкс | |||
| Плиты Пеноплэкс комфорт | 0,03 | 25…35 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Фундамент | 0,03 | 29…33 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Кровля | 0,03 | 26…34 | -100…+75 |
| Сегменты Пеноплэкс марки 35 | 0,03 | 33…38 | -60…+75 |
| Сегменты Пеноплэкс марки 45 | 0,03 | 38…45 | -60…+75 |
| Пеноплэкс Блок | 0,036 | от 25 | -100…+75 |
| Пеноплэкс 45 | 0,03 | 40…47 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Уклон | 0,03 | от 22 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Фасад | 0,03 | 25…33 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Стена | 0,03 | 25…32 | -70…+75 |
| Пеноплэкс Гео | 0,03 | 28…36 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Основа | 0,03 | от 22 | -100…+75 |
| Пенополистирол ПСБ (пенопласт) | |||
| ПСБ-15 | 0,042…0,043 | до 15 | до 80 |
| ПСБ-25 | 0,039…0,041 | 15…25 | до 80 |
| ПСБ-35 | 0,037…0,038 | 25…35 | до 80 |
| ПСБ-50 | 0,04…0,041 | 35…50 | до 80 |
Следует отметить, что теплоизоляция пеноплэкс благодаря своей закрытой микропористой структуре практически не впитывает влагу, не подвергается воздействию плесени, грибков и других микроорганизмов, является экологичным и безопасным для человека утеплителем.
Кроме того, экструдированный пенополистирол пеноплэкс обладает достаточно высокой химической стойкостью ко многим используемым в строительстве материалам. Однако некоторые органические вещества и растворители, приведенные в таблице ниже, могут привести к размягчению, усадке и даже растворению теплоизоляционных плит.
От чего зависит теплопроводность пенополистирола
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/м 3 | 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?
Теплопроводность пенопласта — точные цифры
Пенопласт имеет следующие преимущества перед другими утеплительными материалами: экологичность, лёгкость, гигроскопичность, невысокая стоимость. Однако, главное достоинство — низкая теплопроводность пенопласта, которая делает его одним из наиболее распространенных теплоизолирующих материалов.
Общее описание
Пенопласт представляет собой плиты различной толщины, состоящие из вспененного материала – полимера. Теплопроводность пенопласта обеспечивается воздухом, из которого он состоит на 95-98%, т.е. газа, который не пропускает тепло.
Так как пенопласт в своей основе состоит из воздуха, то он имеет крайне низкую плотность, и, соответственно, малый удельный вес. Также пенопласт обладает очень хорошей звукоизоляцией (тонкие перегородки ячеек, заполненные воздухом – очень плохой проводник звуков).
В зависимости от исходного сырья (полимера) и процессов изготовления, можно производить пенопласт разной плотности, устойчивости к воздействию механических факторов, устойчивости к иным видам воздействия. В связи с вышеперечисленным, обусловливается выбор определенного вида пенопласта и его применение.
Характеристики теплопроводности пенопласта
Для того чтобы рассмотреть такую характеристику, как теплопроводность пенопласта, разберемся для начала, что из себя представляет в принципе теплопроводность материалов. Теплопроводностью называют количественную характеристику способности тела проводить тепло.
Это количество тепловой энергии (Ватт), которое любой материал способен провести через себя (метр), при определенной температуре (С) за определенное время. Обозначается — λ и выражается Вт/м•С.
Определим оптимальные размеры данного утеплителя исходя из его теплопроводных характеристик. На рынке стройматериалов большое множество различных утеплителей. Пенопласт, как мы уже знаем, обладает теплопроводностью очень низкой, но эта величина зависит от марки материала.
Например, пенопласт марки ПСБ-С 50 имеет плотность 50 кг/м3. Таким образом, его теплопроводность составляет 0,041 Вт/м•С (данные указаны при 20-30 С). Для пенопласта марки ПСБ-С 25 значение будет 0,041 Вт/м•С, а марки ПСБ-С 35 – 0,038 Вт/м•С. Приведенные величины коэффициентов теплопроводности указаны для пенопласта одинаковой толщины.
Наиболее заметна теплопроводность пенопласта при сопоставлении значений с другими теплоизоляционными материалами. К примеру, лист пенопласта 30-40 мм аналогичен объёму минваты в несколько раз большей, а толщина листа 150 мм заменяет 185 мм пенополистирола. Конечно, есть материалы, у которых коэффициент ниже. К таким относится и пеноплекс. 30 мм пеноплекса смогут заменить 40 мм пенопласта, при аналогичных условиях.
Какие листы выбрать?
Чтобы добиться наиболее эффективной теплоизоляции стены, необходимо правильно рассчитать толщину используемого утеплителя. Для примера рассчитаем, какой толщины нужен утеплитель для стены толщиной в один кирпич.
Сначала необходимо узнать общее теплосопротивление. Это постоянное значение, зависящее от климатических условий в определенной области страны. На юге России она составляет 2,8 кВт/м2, для полосы умеренного климата — 4,2 кВт/м2. Затем найдем теплосопротивление кирпичной кладки: R = p/k, где p – толщина стены, а k – коэффициент, указывающий, насколько сильно стена проводит тепло.
Имея начальные данные, мы можем узнать, какое теплосопротивление утеплителя необходимо использовать, применив формулу p=R*k. где R — общее теплосопротивление, а k — значение теплопроводности утеплителя.
Возьмем для примера пенопласт марки ПСБ-С 35, имеющий плотность 35 кг/м3 для стены, толщиной в один кирпич (0,25 м) в регионе средней полосы России. Общее теплосопротивление имеет значение 4,2 кВт/м2.
Для начала необходимо узнать теплосопротивление нашей стены (R1). Коэффициент для силикатного пустотного кирпича составляет 0,76 Вт/м•С (k1), толщина – 0,25 м (p1). Находим теплосопротивление:
R1 = p1 / k1 = 0,25 / 0,76 = 0,32 (кВт/м2).
Теперь находим теплосопротивление для утеплителя (R2):
R2 = R – R1 = 4.2 – 0,32 = 3,88 (кВт/м2)
Значение теплосопротивления пенопласта ПСБ-С 35 (k2) равен 0,038 Вт/м•С. Находим требуемую толщину пенопласта (p2):
p2 = R2*k2 = 3.88*0.038 = 0.15 м.
Вывод: при заданных условиях нам необходим пенопласт ПСБ-С 35 15 см.
Аналогичным способом можно сделать расчеты для любого материала, используемого в качестве утеплителя. Коэффициенты теплопроводности разных строительных материалов можно найти в специальной литературе или в сети Интернет.
Каким коэффициентом теплопроводности обладает пенопласт?
Утеплить помещение можно различными методами. Например, использовать пенопласт. Его отличительная характеристика – это высокие эксплуатационные качества. Самым основным достоинством пенопласта является низкая теплопроводность. Это качество помогает хорошо сохранять тепло. Помимо этого, пенопласт имеет и другие плюсы.
- Практичность.
- Экологичность.
- Легкость.
- Простая установка.
- Способность выдерживать температурные перепады.
- Доступная цена.
Факторы, влияющие на теплопроводность
Плиты пенопласта изготавливаются различной толщины. Поэтому существуют многочисленные факторы, которые влияют на тепловодность материала.
-
Толщина слоя. Чтобы добиться качественного энергосбережения, необходимо делать слой толще. Например, слой в 5 см будет меньше пропускать тепла, чем слой в 1 см.
- Структура материала. Его пористость усиливает изоляционные качества. Все потому что в ячейках содержится воздух. А он хорошо сохраняет теплопроводность пенопласта.
- Влажность. В процессе хранения пенопласт необходимо защищать от влаги. Она неблагоприятно влияет на характеристики материала, даже наоборот.
- Средняя температура слоя. Если температура увеличится, это повлечет за собой последствия. Эффективность использования изолятора станет хуже.
Разновидность и показатели пенопласта
Строительный рынок предлагает большой выбор утеплительного материала. Пенопласт имеет низкую теплопроводность. Но этот показатель может меняться, в зависимости от разновидности полистирола. Если сравнивать с другими утеплителями, можно сделать определенные выводы. Например, лист пенопласта плотностью 50-60 мм можно заменить большим объемом минеральной ваты. Материал плотностью 100 мм можно заменить вспененным полистиролом с показателями 123 мм. Характеристики этих видов утеплителей немного схожи. Поэтому и разбежность небольшая. Показатели пенопласта превышают и характеристики базальтовой ваты.
Особенности теплопроводности
Пенополистирол хорошо сохраняет не только тепло, но и холод. Такие возможности объясняются благодаря его строению. В состав этого материала конструктивно входит огромное количество герметичных многогранных ячеек. Каждая имеет размер от 2 до 8 мм. И внутри каждой ячейки есть воздух, в составе 98%. Именно он и служит отличным теплоизолятором. Оставшиеся 2% всей массы материала приходится на полистирольные стенки ячеек.
В этом можно убедиться, если взять, например, кусок пенопласта. Толщиной 1 метр и площадью 1 квадратный метр. Одну сторону нагреть, а другую сторону оставить холодной. Разница между температурами будет десятикратная. Чтобы получить коэффициент теплопроводности, необходимо измерить количество теплоты, что переходит от теплой части листа на холодную.
Люди привыкли, постоянно интересоваться плотностью пенополистирола у продавцов. Все потому что плотность и тепло, тесно связаны между собой. На сегодняшний день современный пенопласт не требует проверки его плотности. Изготовление улучшенного утеплителя предусматривает добавление специальных графитовых веществ. Они делают коэффициент теплопроводности материала неизменным.
Теплопроводность пенополистирола в сравнении
Если сравнить пенопласт со многими другими строительными материалами, можно сделать колоссальные выводы.
Показатель теплопроводности пенопласта оставляет от 0,028 до 0,034 ватта на метр/Кельвин. Если плотность увеличивается, теплоизоляционные свойства экструзионного пенополистирола без графитовых добавок уменьшаются.
Слой экструзионного пенопласта в 2 см способен удержать тепло, как слой минеральной ваты в 3,8 см, как обычный пенопласт, слоем 3 см или как деревянная доска, толщина которой составляет 20 см. Для кирпича эти способности приравниваются к толщине стенки в 37 см. Для пенобетона – 27 см.
Классификация пенополистирола
Обычный пенопласт
Теплоизоляционный материал, который получают в результате вспенивания полистирола. Как уже упоминалось выше, его объем – это 98% воздуха, который запечатан в гранулы. Это говорит не только о его отличных теплоизоляционных качествах, но и о звукоизоляционных свойствах.
Главное преимущество материала – отсутствие способности поглощать влагу. Кроме того, он не гниет и биологически не разлагается. Долговечный материал, небольшой массы и удобный в использовании. Его можно приклеить к любому строительному материалу.
Пенополистирол легко подается горению, но в его составе есть такое вещество, как антипирена. Именно оно и наделяет пенопласт способностью самозатухать. Кроме того, пенополистирол нельзя использовать для утепления фасадов. Это объясняется его низкой паропроницаемостью. А для того чтобы провести работы с пенопластом под кровлей, следует хорошо продумать систему вентиляции.
Использование в зависимости от марки материала
- ПСБ-С 15. Маркировка пенопласта говорит о том, что им можно утеплить конструкции, которые не подвергаются механическим нагрузкам. Например, утепление кровли, пространства между стропами и потолочного перекрытия.
- ПСБ-С 25 и 25Ф. Распространенная маркировка пенополистирола. Говорит о том, что можно утеплять любую поверхность. Стены, фасады, потолки или напольное покрытие, кровлю.
- ПСБ-С 35 и 50. Таким материалом можно утеплять объекты, которые находятся под постоянно высокой нагрузкой.
Экструдированный пенополистирол
Теплоизоляционный материал, который обладает высоким эффектом и качеством. Его чаще всего используют для утепления ограждающих конструкций. И коэффициент теплопроводности колеблется от 0,027 до 0,033 Вт/м К.
Структура материала ячеистая. И полная закрытость каждой ячейки обеспечивает абсолютную защиту от проникновения воды. Поэтому такой материал и рекомендуют использовать там, где влажность повышенная или там, где материал может контактировать с водой. Это утепление подвального помещения или фундамента коттеджа. Даже в условиях недостаточной гидроизоляции, экструдированный пенополистирол сохранит свои теплоизоляционные качества.
Кроме этого, такой материал отличается высокой устойчивостью к различным деформациям. Эта особенность позволяет использовать его как утеплитель для поверхностей, несущие большие нагрузки. Например, экструдированным пенополистиролом можно утеплить фасады. Особенно если материал облицовки очень тяжелый.
Что касается температуры. Пенополистирол способен выдерживать резкие скачки, от -120 до +175 градусов. При этом его структура остается целой и невредимой.
Недостатками этого материала является горючесть, но, как и пенопласт, его составные элементы способны заставить его затухнуть. Контакт пенополистирола со сложными углеводами может привести к разрушению.
Теплопроводность пенопласта от 50 мм до 150 мм — считаем теплоизоляцию
Пенополистирольные плиты, именуемые в просторечье пенопласт – это изоляционный материал, как правило, белого цвета. Изготавливают его из полистирола термального вспучивания. На вид пенопласт представлен в виде небольших влагостойких гранул, в процессе плавления при высокой температуре выплавляется в одно целое, плиту. Размеры частей гранул считаются от 5 до 15 мм. Выдающаяся теплопроводность пенопласта толщиной 150 мм, достигается за счет уникальной структуры – гранул.
У каждой гранулы есть огромное количество тонкостенных микро ячеек, которые в свою очередь во много раз повышают площадь соприкосновения с воздухом. Можно с уверенность сказать, что пенопласт практически весь состоит из атмосферного воздуха, приблизительно на 98%, в свою очередь этот факт являет собой их предназначение – теплоизоляция зданий как снаружи, так и внутри.
Всем известно, еще из курсов физики, атмосферный воздух, является основным изолятором тепла во всех теплоизоляционных материалах, находится в обычном и разреженном состоянии, в толще материала. Тепло-сбережение, основное качество пенопласта.
Как было сказано раньше, пенопласт практически на 100% состоит из воздуха, а это в свою очередь определяет высокую способность пенопласта сохранять тепло. А связанно это с тем, что у воздуха самая низкая теплопроводность. Если посмотреть на цифры, то мы увидим, что теплопроводность пенопласта выражена в промежутке значений от 0,037Вт/мК до 0,043Вт/мК. Это можно сопоставить с теплопроводность воздуха — 0,027Вт/мК.
В то время как теплопроводность популярных материалов, таких как дерево (0,12Вт/мК), красный кирпич (0,7Вт/мК), керамзитная глина (0,12 Вт/мК) и других, используемых для строительства, намного выше.
Высокий уровень энергосбережения пенопласт обеспечивает за счет низкой теплопроводности. Например, если построить стену из кирпича толщиной 201 см или воспользоваться древесным материалом толщиной 45 см, то для пенопласта толщина составит всего на всего 12 см для определенной величины энергосбережения.
Поэтому самым эффективным материалом из немногих для теплоизоляции наружных и внутренних стен здания принято считать пенопласт. Затраты на отопление и охлаждение жилых помещений значительно сокращаются благодаря применению пенопласта в строительстве.
Превосходные качества пенополистирольных плит нашли свое применение и в других видах защиты, например: пенопласт, так же служит для защиты от промерзания подземных и наружных коммуникаций, за счет чего их эксплуатационный срок увеличивается в разы. Пенопласт применяют и в промышленном оборудовании (холодильные машины, холодильные камеры) и в складских помещениях.
Размеры листов
Изготовление пенополистирольных плит, осуществляется по нормам ГОСТ. При производстве пенопласта регулируется как состав, так и размеры листов. Стандартная длина листа колеблется от 100 см до 200 см. Ширина должна быть равна 100 см, а толщина от 2 см до 5 см. Теплопроводность пенопласта 50 мм – относительно высока, благодаря небольшой толщине и характеристикам материала, он является наиболее ходовым из всех.
А что же покупать?
На рынке строительных материалов представлен огромный выбор пенополистирольных плит. Высокая теплопроводность плит утеплителей зависит от их вида. Например: лист пенопласта ПСБ-С 15 обладает до 15 кг/м3 плотностью и 2 см толщиной. Для листа от 2-х до 50 см плотность составляет не более 35 кг/м3. При сравнении пенопласта с другими подобными материалами можно легко проследить зависимость теплопроводности пенополистирольных плит от его толщины.
Так, например: теплопроводность пенопласта 50 мм, больше в два раза, чем у минеральной ваты такого же объема, в таком случае теплопроводность пенопласта, толщина 150 мм, вообще в 6 раз превысит эти показатели. Базальтовая вата, тоже очень сильно проигрывает пенопласту.
Для того чтобы применить один из способов изоляции, необходимо верно выбрать габариты материала. По следующему алгоритму можно выполнить расчет:
- Необходимо уточнить общее тепло-сопротивление. Эта величина зависит от региона, в котором необходимо выполнить расчет, а именно от его климата.
- Для вычисления тепло-сопротивления стены можно воспользоваться формулой R=p/k, где ее толщина равна значению р, а k-коэффициент теплопроводности пенопласта.
- Из постоянных показателей можно сделать вывод, какое сопротивление должно быть у изоляции.
- Нужную величину можно вычислить по формуле р=R*k, найти значение R можно исходя из предыдущего шага и коэффициента теплопроводности.
Марки пенопласта
Если Вас заинтересовал вопрос, какой лучше всего марки приобрести пенопласт, и какая у него теплопроводность, то мы ответим вам на него. Ниже приведены самые популярные марки продукции, а также отображены величины плотности и коэффициент теплопроводности пенопласта.
- ПCБ-C15. С теплопроводностью 0,042 Вт/мK, а плотность равна 11-15 кг/м3
- ПCБ-C25. С теплопроводностью 0,039 Вт/мK, а плотность равна 15-25 кг/м3
- ПCБ-С35. С теплопроводностью 0,037 Вт/мK, а плотность равна 25-35кг/м3
Завершает наш список пенопласт ПCБ-C5, теплопроводность которого составляет 0,04 Вт/мК, а плотность равна 35-50 кг/м3. Проведя анализ плотности и теплопроводности можно с уверенностью сказать, что плотность существенно не влияет на основное качество пенопласта, тепло-сбережение.
Еще по этой теме на нашем сайте:
-
Экструдированный или экструзионный пенополистирол — технические характеристики утеплителя
-
Экструдированный пенополистирол, являясь высокотехнологичным материалом, по праву может называться уникальным. Потому он и получил такое широкое распространение в строительстве, производстве сантехники и еще ряде областей.
Пеноплекс или пенопласт — что лучше для утепления стен дома снаружи
-
Известный всем пенопласт, когда-то конкурировавший исключительно со стекловатой, сегодня сам имеет массу производных материалов, которые, кстати, частенько уступают место другим современным видам утеплителя. К слову.
Коэффициент теплопроводности строительных материалов — таблица и цифры
-
Первый вопрос, который возникает, у того, кто решил построить собственный дом, – какой использовать для этого материал. От этого зависит выбор фундамента, в свою очередь.
Теплопроводность утеплителей в таблице — сравнение утеплителей по теплопроводности
-
Мы живем далеко не в самой жаркой стране на Земле, а значит, свои жилища вынуждены обогревать, по крайней мере, большую часть года. Этим и объясняется.
Добавить комментарий Отменить ответ
Вы можете подписаться на новые публикации по электронной почте.
Коэффициент теплопроводности пенополистирола
Одна из самых важных характеристик при выборе любого утеплителя – теплопроводность. Ее коэффициент показывает, сколько тепла проходит через материал (пенопласт, Penoplex, кирпич, минвату) за определенное время. Чем дольше длится процесс такого теплообмена, тем ниже будет его значение и, соответственно, тем больше тепла останется внутри помещения.
Что влияет на теплопередачу?
Существует несколько факторов, которые значительно влияют на ее величину:
- наличие пор и их структура;
- плотность, толщина;
- влагопоглощаемость.
Благодаря наличию пор в материале, как, например, в пенопласте и Пеноплексе, они имеют низкую теплопередачу. Внутри гранул нет ничего, кроме воздуха, а он имеет самую малую величину коэффициента – 0,022 Вт/м·К. Закрытые и маленького размера поры также затрудняют передачу тепловой энергии, а если они открытые и соединены между собой, то появляется конвекция, из-за которой повышается теплопроводность.
Чем плотнее материал, тем быстрее он пропускает тепло, как, например, металл или графит. Для сравнения, плотность пенопласта составляет 18 кг/м3, а у сплошного силикатного кирпича – около 1800 кг/м3, следовательно, у первого теплопередача будет очень низкая, а у второго – весьма высокая. Ко всему этому немаловажное значение имеет способность утеплителя поглощать воду, так как при попадании влаги внутрь она вытесняет сухой воздух, тем самым повышая передачу тепловой энергии.
Таблица с величинами коэффициентов теплопроводности:
| Наименование теплоизоляции | Плотность, кг/м3 | Теплопроводность, Вт/м·К | |
| Минвата | 200 | 0,08 | |
| 125 | 0,07 | ||
| Пенополистирол | ПСБ-С 15 | до 15 | 0,043 |
| ПСБ-С 25 | 15,1-25 | 0,041 | |
| ПСБ-С 35 | 15,1-35 | 0,038 | |
| ПСБ-С 50 | 15,1-50 | 0,041 | |
| Пеноплекс | 33-45 | 0,03-0,032 | |
| Пустотелый керамический кирпич | 1200 | 0,52 | |
| Сплошной силикатный кирпич | 1800 | 0,47 | |
| Стекловата | 75-175 | 0,032-0,041 | |
Значение величины теплопроводности гранул пенопласта в зависимости от толщины:
| Толщина, мм | Коэффициент теплопередачи, Вт/м·К |
| 30 | 0,04 |
| 50 | 0,03-0,037 |
| 100 | 0,03-0,046 |
| 150 | 0,02 |
Сравнение с другими утеплителями
Пенопласт получается в результате вспенивания полистирола, благодаря чему появляются наполненные газом поры, а Пеноплекс – экструдированный пенополистирол, произведенный методом экструзии, поэтому его гранулы имеют меньший размер. К тому же из-за равномерного и упорядоченного расположения ячеек в экструзионном, он является более прочным утеплителем, что позволяет ему сильнее изгибаться и меньше продавливаться под нагрузкой. Оба материала имеют наивысшие степени пожароопасности, поэтому обязательно следует учитывать это во время монтажа.
Сравнительная таблица Пеноплекса и пенополистирола:
| Пенопласт | Пеноплекс | |
| Плотность, кг/м3 | 18 | 25-32 |
| Влагопоглощаемость, % | 0,8-1,2 | 0,4 |
| Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па) | 0,05 | 0,02 |
| Теплопроводность, Вт/м·К | 0,031-0,041 | 0,03 |
По величине теплопроводности пенопласт проигрывает Пеноплексу, и по другим показателям также. Но даже если утеплять дом обычным вспененным полистиролом, то теплопотери могут сократиться практически на 40%. Главное – провести все работы по монтажу согласно всем требования производителя, в том числе не допустить попадания влаги между стеной и теплоизоляцией и ограничить доступ для грызунов.
По всем свойствам пенопласт и в сравнении с минватой весьма различается:
| Минвата | |
| Плотность, кг/м3 | 10-300 |
| Влагопоглощаемость, % | более 1% |
| Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па) | 0,4-0,5 |
| Теплопередача, Вт/м·К | 0,045 (при 35 кг/м3) -0,7 |
По коэффициенту теплопередачи пенопласт имеет наилучшее значение, но по паропроницаемости показатель у минваты намного лучше, в итоге ее свободно можно использовать внутри жилых помещений, к тому же она огнеустойчива, в отличие от вспененного полистирола. Также благодаря производству из минерального сырья она не выделяет во время горения опасных веществ, и, разлагаясь, не загрязняет окружающую среду. Но минвата по сравнению со вспененным полистиролом имеет намного больший вес, поэтому для ее монтажа, особенно на стены, требуется крепкая конструкция.
Таблица цен, по которым можно купить пенопласт:
| Наименование марки пенополистирола | Размеры, мм (длина/ширина/толщина) | Плотность, кг/м3 | Стоимость за м2, рубли | |
| Knauf | Therm Compack | 1000x600x50 | 10-15 | 150 |
| Therm Wall Light | 1000x1200x100 | 10-12 | 190 | |
| 1000х1200х50 | 10-12 | 100 | ||
| 1000х1200х20 | 10-12 | 40 | ||
| Therm Facade | 1000x1200x100 | 15,1-17,2 | 390 | |
| Therm Wall | 2000х1200х50 | 10-12 | 150 | |
| ПСБ-С 15 | 1000х1000х20 | 15 | 50 | |
| 1000х1000х30 | 60 | |||
| 1000х1000х40 | 80 | |||
| 1000х1000х50 | 90 | |||
| 1000х1000х100 | 170 | |||
| ПСБ-С 25 | 1000х1000х20 | 20 | 80 | |
| 1000х1000х30 | 120 | |||
| 1000х1000х40 | 140 | |||
| 1000х1000х50 | 150 | |||
| 1000х1000х100 | 300 | |||
| ПСБ-С 35 | 1000х1000х20 | 35 | 100 | |
| 1000х1000х30 | 140 | |||
| 1000х1000х40 | 180 | |||
| 1000х1000х50 | 200 | |||
| 1000х1000х100 | 400 | |||
Выбирая утеплитель, следует помнить, что чем выше коэффициент теплопередачи, тем большее количество слоев придется монтировать. Так, например, базальтовая минвата толщиной в 100 мм имеет практически такую же проводимость тепла – 0,042 Вт/м·К, как у пенополистирола размером 50 мм – 0,046 Вт/м·К, а теплопроводность Пеноплекса с 50 мм и 100 мм – 0,03 Вт/м·К. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, так минеральную вату рекомендуется использовать там, где требуется повышенная паропроницаемость и устойчивость к большим температурам, стекловату следует применять для гаражей или любых других мест, где высока вероятность возгорания.
Пенопласт и экструдированный пенополистирол все же лучше располагать снаружи здания, а не внутри, так меньше шансов для образования конденсата между стеной и утеплителем.
Свойства пенопласта
Пенополистирол пенопласт практически водонепроницаем. Количество вбираемой воды по отношению к весовому объему пенополистирола за год колеблется в пределах 1,5‑3,5%. С другой стороны, воздухопроницаемость пенополистирола в значительной степени превышает его водопроницаемость. То есть стена «дышит». Температура окружающей среды не оказывает отрицательного влияния на физические и химические свойства пенополистирола. При температуре до 90°С пенополистирол не меняет своих свойств даже в течение длительного промежутка времени. Атмосферному влиянию внешние стены из пенополистирольных блоков практически не подвержены.
Цели изоляции на основе пенополистирола (пенопласта)
- сокращение расходов на монтажные и строительные работы;
- экономия тепловой энергии на отопление;
- сокращение стоимости отопительного оборудования (за счет уменьшения его количества);
- увеличение полезной площади здания за счет уменьшения конструктивной толщины стен;
- повышение температурного комфорта помещения;
- повышение экологической безопасности строительного сооружения.
Пенополистирол (пенопласт) обладает высокой теплоизоляционной способностью, намного превосходит известные традиционные строительные материалы, способен обеспечить долгую жизнь любого здания, независимо от климатических условий.
Необходимость и преимущества применения пенополистирола (пенопласта) в строительстве
Существует мнение, что пенопласт является наиболее оптимальным в строительстве материалом. Учитывая все физико-химические свойства пенопласта и собственно самого пенополистирола можно выделить две группы характеристик: характеристики безопасности и эксплуатационно-технические. Рассмотрим эксплуатационно-технические свойства пенопласта:
- Одно из основных свойств пенопласта — это довольно низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет широко применять его в различных строительных работах. За счет равномерно распределенного воздуха внутри полимера, а, как известно, воздух плохо проводит тепло, плиты из пенополистирола хорошо подходят для выполнения основной и дополнительной защиты сооружений и помещений от промерзания стен при любых погодных условиях.
- Также пенопласт обладает звукоизоляционным и защитным от ветра свойствами, это позволяет применять его при необходимости.
- Следующее свойство — это долговечность. Соблюдая все основные условия монтажа и эксплуатации, пенополистирол не изменит начальные свойства и прослужит не один десяток лет. Пенопласт является химически нейтральным строительным материалом.
- Абсолютная влагостойкость пенополистироловых плит позволяет укладывать их в тех местах, где наиболее вероятно скопление или протекание жидкости. При этом пенопласт не меняет своей первоначальной формы, не происходит смещения и набухания материала.
- Простота в монтаже, крепеже и резке пенополистироловых листов и блоков значительно экономит средства и время застройщиков. Так же следует учесть тот факт, что, работая с этим строительным материалом, нет необходимости в использовании специальной защитной одежды, оборудования и приспособлений для рабочих.
- Пенопласт устойчив к различным видам разрушающих действий воды, спирта, слабых кислот и щелочей, тем самым, продлевая срок службы плит и листов из пенополистирола.
Характеристики безопасности пенополистирола:
- Основным показателем безопасности пенополистирола является его пожароустойчивость. При взаимодействии пенопласта с огнем, оплавленные слои не дают возможности повторного возгорания и тления материала, что свойственно для привычной для нас древесины.
- Экологичность материала. Исходным продуктом для изготовления пенопласта является стирол, состоящий из водорода и углерода. Поэтому при возгорании пенополистирола выделяются те же вещества, что и при горении древесины или угля. На сегодняшний день пенопласт является наиболее проверенным и чистым материалом, его используют в изготовлении детских игрушек, для хранения и транспортировки продуктов питания.
- Температурная выносливость. На данный момент не установлен минимальный температурный порог, при котором применение пенополистирола противопоказано. Максимальная температура приблизительно ограничена значением в +100°С. но необходимо учесть, что такие температурные значения в строительстве не встречаются, и поэтому этой величиной можно пренебречь.
- Устойчивость к микробиологическим факторам. Плиты из пенопласта не содержат в себе питательных веществ для жизни микроорганизмов, поэтому не возникает развитие и рост различных грибов и бактерий. Данное свойство гарантирует чистоту в работе и эксплуатации пенополистирола.
С введением новых строительных нормативов по теплозащите зданий в России возникает необходимость перехода строительной отрасли на новые принципы решения задач. При этом архитекторы и проектировщики все чаще обращаются к новым материалам и конструкциям, способным эффективно обеспечивать заданные требования. Пенополистирол — один из этих материалов. Теплоизоляционные свойства пенополистирола (пенопласта) в сравнении с другими материалами, показаны в следующей таблице и говорят сами за себя. По действующим российским строительным нормам толщина стен, одинаково препятствующих теплопотерям в здании, должна быть примерно:
- Железобетон — 4,20 м
- Кирпич — 2,10 м
- Керамзитобетон — 0,90 м
- Дерево — 0,45 м
- Минеральная вата — 0,18 м
- Пенополистирол — 0,12 м
Таблица теплопроводности наиболее часто применяемых строительных материлов
Физико-технические характеристики листового пенополистирола (ПСБ-С)
Расчет теплоизоляции пенопластом
Например для обеспечения минимальной теплоизоляции промышленных помещений при отоплении 2000°С/сутки толщина пенополистирола составляет: для крыши — 80 мм, для стен — 60 мм.
Безопасность
Материал производится, используется и утилизируется без ущерба для окружающей среды и здоровья людей. Пенополистирол — это на 100% многократно используемый, наиболее чистый и безопасный теплоизоляционный материал. Он используется и в качестве упаковочного материала для продуктов питания, в игрушках и т.п.
Хорошее тепловое сопротивление
Пенополистирол на 98% состоит из неподвижного воздуха, заключенного в его закрытой ячеистой структуре. Статический воздух, как известно, является самым лучшим природным теплоизолятором. Содержание полистиролового пластика в материале составляет всего 2% — такая комбинация и обеспечивает плитам ПСБ-С замечательные теплоизолирующие свойства. Причем теплоизолирующие свойства пенополистирол сохраняет как и во влажных условиях, так и при низких температурах.
Звуконепроницаемость и ветрозащитное действие
При утеплении с помощью пенополистирольных плит ПСБ-С не нужна дополнительная ветрозащита. Кроме того, улучшается звукоизоляция конструкций.
Влагостойкость
Теплоизоляционные плиты ПСБ-С не гигроскопичны. Влагопоглощаемость пенополистирола существенно ниже, чем у минеральной ваты. Даже при длительном погружении в воду теплоизоляционные плиты ПСБ-С впитывают всего несколько процентов воды от своего объемного веса, это позволяет использовать их для утепления фундаментов при прямом контакте утеплителя с грунтом.
Высокая стойкость к нагрузкам
Кратковременная и долговременная стойкость к нагрузкам является одним из важнейших свойств пенополистирола. И она значительно выше, чем у минеральной ваты.
Сохранение стабильных размеров
Утеплитель ПСБ-С остается стабильным в строительной конструкции, причем в течение всего срока эксплуатации строения: не садится, не уменьшается в размерах и не сдвигается в конструкции.
Долговечность
В течение всего срока жизни строения качество свойств утеплителя ПСБ-С не ухудшается. Минимальная влагопоглощаемость материала обеспечивает сохранение стойкости к нагрузкам и теплоизолирующую способность во влажных условиях. Пенополистирол не образует на своей поверхности питательной среды для роста микроорганизмов, не гниет, не плесневеет и не преет, является химически стойким.
Удобство использования
Благодаря малому весу пенополистирольные плиты ПСБ-С удобны и легки в обращении, их легко можно нарезать на куски нужных размеров с помощью обычных инструментов. Для строителя крайне важным является тот факт, что используя в работе пенополистирол, не требуется применять средств защиты: он не ядовит, не имеет запаха, не выделяет пыль при обработке, не вызывает раздражения кожи.
Трудновоспламеняемость
Все теплоизоляционные материалы ПСБ-С изготовлены из сырья, содержащего огнестойкий материал — антипирен, и соответствуют требованиям ГОСТа 15588-86. Температура эксплуатации пенополистирола составляет от -200°С до +85°С.
Зависит или не зависит теплопроводность утеплителя от показателя плотности?
Зависимость теплопроводности от плотности пенополистирола (пенопласта)
Цены на пенополистирольные утеплители сейчас самые низкие, в сравнении с другими подобными материалами. Утеплив стены пенопластов, вы заметно сократите расход энергоресурсов, а микроклимат вашего дома всегда будет комфортным.
Характеристику «плотность» пенопласта можно трактовать несколькими образами. Плотность измеряют в килограммах на метр в кубе. Параметр определяется отношениям веса материала к его объему. Найти зависимость качественных свойств пенополистирола от значения его плотности невозможно на сто процентов. Так же как и вес данного материала не воздействует на его теплоизолирующие свойства.
Для производителей, которые давно на рынке строительства, знакомо, что клиент во время покупки утеплителя, в первую очередь обращает внимание на его плотность. Для неопытных покупателей привычное дело сопоставлять плотность и вес пенопласта с его прочностью, эффективностью и теплоизолирующей функцией.
Производителем, в процессе изготовления, определяется себестоимость плит из пенопласта. Как уже упоминалось в формуле нахождения плотности, её величина напрямую зависит от веса материала. Чем больше весит пенопласт, тем плотнее он будет, и себестоимость его производства повышается. Так получается, потому что основой утепляющих плит является полистирол, он на 80% определяет стоимость готового материала.
Зависит или не зависит теплопроводность утеплителя от показателя плотности?
Поры всех видов теплоизоляционных плит наполнены воздухом, от его объема зависит эффективность и качественные характеристики материала. Показатель теплоизоляции также напрямую связанный с объемом воздуха в пенопласте, чем его больше, тем выше коэффициент теплоизоляции.
Это свидетельствует о том, что теплопроводность никаким образом не зависит от его плотности. Заметим также, что если плотность и меняется, то теплопроводность материала снижается на несколько процентов. Стопроцентное насыщение воздухом утепляющего материала обеспечивает его отличную теплоизолирующую способность, ведь воздух характеризуется минимальным показателем теплопроводности.
Снижение потребления энергоресурсов, ради чего и проводится утепление фасада, происходит за счет минимальной теплопроводности материала. Энергосберегающая особенность пенополистирола разительно выше, чем у дерева или кирпича. К примеру, 12-сантиметровая плита пенопласта имеет такие же теплоизолирующие характеристики, как кирпичная перегородка толщиной в 2 метра, или стена из добротного дерева толщиной в полметра.
Воздухи имеет значение теплопроводности 0.027 Вт/мК, этот коэффициент у пенопласта колеблется в границах 0.037-0.043 Вт/мК. С этого видно, что за счет оптимального уровня теплопроводности, пенополистироловые плиты могут быть совсем небольшой толщины, но иметь отличные утепляющие качества.
Пенопласт с твердой структурой широко используется для теплоизоляции подвальных стен и фундаментов. Его качественные характеристики подходят даже для таких строительных сооружений, где повышенная влажность и резкие перепады температуры.
