Коэффициент теплопроводности пенопласта 100 мм

Коэффициент теплопроводности пеноплекса

Из современных теплоизоляторов пеноплекс считается самым эффективным. Изготавливается этот утеплительный материал из экструдированного полистирола, что автоматически делает его дешевым, но превосходящим по техническим характеристикам, таким, как теплопроводность пеноплекса, влагопоглощение и звукоизоляция, другие теплоизоляторы.

Производство пеноплекса и разновидности материала

Производство пеноплекса организовано по следующей технологии: мелкие гранулы полистирола в герметичной камере подвергаются воздействию высокой температуры (130 0 С-140 0 С), вследствие чего расплавляются, а после добавления порофоров вспениваются. Порофоры – это синтетические добавки, которые в процессе нагревания выделяют азот и углекислый газ, превращающиеся после остывания пеноплекса в застывшие воздушные пузырьки, равномерно распределенные по всему материалу.

Сравнение теплопроводности пеноплекса и других стройматериалов

Составляющие компоненты порофоров для производства экструдированного пенополистирола (пеноплекса):

Застывшая пена может содержать некоторые синтетические наполнители, присутствие которых определяет направленность применения утеплителя – для стен, фундамента, и т.д. Самые распространенные добавки – антипирены для повышения пожаробезопасности (снижения степени возгораемости), антиоксиданты для предохранения материала от окисления на открытом воздухе, антистатические вещества для снятия статического и динамического напряжения в ходе эксплуатации утеплителя, световые стабилизаторы (предохранение от негативного влияния УФ излучения), модифицирующие добавки и др.

Полистирольная пена под давлением выдавливается из камеры-экструдера на транспортер для окончательного формирования в плиты или блоки. Процент газов в утеплителе достигает 98% от всего объема готового пеноплекса, поэтому изделия имеют небольшой вес при внушительных габаритах. Размеры для каждой функциональной линейки утеплителя приведены в таблицах ниже. Размеры и виды пеноплекса

Маленький размер пор (0,1-0,3 мм) и полная изоляция их друг от друга гарантирует высокие теплоизоляционные показатели любых марок пеноплекса. Для разных строительных объектов необходимо подбирать соответствующие серии и марки утеплителя, так как сооружения могут эксплуатироваться в разных условиях:

Марка «К» разработана для утепления скатной или плоской кровли и крыши. Удельный вес (плотность) серии «К» – 28-33 кг/м 3 ;
Серия «С» – утеплитель для внутренних и внешних стен с плотностью вещества 25-35 кг/м 3 ;
Маркой «Ф» утепляют фундаменты, цокольные и подвальные помещения. Материал с высокой влагонепроницаемостью, биологической устойчивостью и удельной массой ≥37 кг/м 3 ;
Пеноплекс марки «Комфорт» – универсальная серия утеплителя с плотностью 25-35 кг/м 3 . Направление применения – утепление квартир, домов, подвалов, балконов и лоджий;
Марка «45» имеет самые высокие показатели морозостойкости и прочности, удельная масса 35-47 кг/м 3 . Предназначен для теплоизоляции дорожного полотна, ВПП, и других сильно нагружаемых объектов и конструкций.

Пенополистирольные сэндвич-панели

Отдельной категорией производятся сэндвич-панели, которые представляют собой усовершенствованный теплоизолятор для утепления чердаков и мансард, фасадов и фундаментов зданий. Сэндвич-панель имеет 2-3 слоя и цементно-стружечный лист в качестве нижней прослойки.

Эксплуатационно-технические свойства пеноплекса, достоинства и недостатки

Теплопроводность – 0,03 Втм· 0 С, показатель не уменьшается даже при сильном увлажнении;
Водонепроницаемость – 0,4-0,6% при погружении в воду на 24 часа и на месяц;
Паропроницаемость материала можно сравнить с такими же показателями рубероида с толщиной слоев 20 мм;
Химическая пассивность: пеноплекс не реагирует на контакты со строительными растворами и большинством агрессивных веществ. Вещества, с которыми контакт пеноплекса противопоказан: керосин, ацетон, формальдегид, бензол, ксилол, толуол, формалин, метилэтилкетон, эфир, солярка, бензин, деготь, краски и эпоксидныесмолы;
Высокая механическая сопротивляемость к растяжению, сжатию, усилиям на разрыв и разновекторному давлению. Показатель прочности по сжатию у пеноплекса – 0,2-0,5 Мпа;
Биологическая нейтральность – пеноплекс не заболевает плесенью, не разлагается и не загнивает;
Широкий разброс рабочих температур – от -50 до +75 0 С. Температурный диапазон для каждой марки указывается на упаковке;
Группы горючести для разных марок – разные, от Г1 до Г4, в зависимости от условий эксплуатации;
Экологически безопасный материал без использования в производстве фенолов и фреонов;
Гарантированная длительность эксплуатации ≥55 лет без заметных потерь в свойствах.

Утепление балкона пеноплексом марки «Комфорт»

Достоинства пеноплекса:

Свойства теплопроводности позволяют использовать пеноплекс даже на Крайнем Севере – многократные циклы заморозки/разморозки материала не влияют на его характеристики;
Небольшой вес делает проще перевозку, складирование, хранение и утепление объекта, позволяет облегчить фундамент и не усиливать потолочные перекрытия;
Простой монтаж без помощи специалистов и специальных инструментов – пеноплекс легко режется обычной ножовкой или резаком;
Безопасность и экологичность – с материалом можно работать без средства индивидуальной защиты;
Низкая стоимость всех марок утеплителя. Даже при большом расходе теплоизолятора затраты на его приобретение и монтаж окупаются за 2-3 сезона.

Результаты утепления стен пеноплексом

Недостатки пеноплекса:

Невысокая пожаробезопасность – материал любой группы горючести, даже с антипиреновыми добавками, может загореться с выделением едкого токсичного дыма;
Низкий коэффициент паропроницаемости, а при определенных погодных условиях – отрицательный. Поэтому пеноплексом не рекомендуется проводить внутренне утепление стен дома. Для сохранения оптимальных условий эксплуатации утеплителя нужно обеспечить приточно-принудительную вентиляцию в доме и вентилирование каналов в стенах, утепленных пеноплексом;
Разрушение материала при попадании ультрафиолетового излучения – солнечных лучей. Необходимо защищать слой утеплителя штукатуркой или другими способами;
Из-за гладкой поверхности адгезия пеноплекса с растворами довольно низкая, поэтому крепить утеплитель нужно только на дюбеля или специальный дорогостоящий клей, но не на строительные растворы.

Читать еще: Что лучше пенопласт или минвата для утепления?

Пеноплекс «Стена»

Теплоизоляционный материал «Стена» – свойства и характеристики

Марка «Стена» – это переименованный утеплитель «Пеноплэкс 31» с антипиреновыми добавками, который усовершенствован для применения в утеплении «мокрых» фасадов, оснований зданий, цоколей и подвалов, перегородок и стен домов снаружи и изнутри, крыш и чердачных помещений. Характеристики пеноплекса марки «Стена» – в таблице ниже:

Теплопроводность пенопласта

Основной характеристикой, благодаря которой пенополистирол получил широкое признание в качестве материала для утепления №1, является сверхнизкая теплопроводность пенопласта. Относительно небольшая прочность материала с лихвой компенсируется такими преимуществами, как стойкость к воздействию большинства агрессивных соединений, небольшой вес, нетоксичность и безопасность при работе. Хорошие теплоизолирующие свойства пенопласта дают возможность обустроить утепление дома по относительно небольшой цене, при этом долговечность такого утепления рассчитана на срок не менее 25 лет службы.

Что нужно знать о теплопроводности пенопласта

Способность материала к теплопередаче, проводить или задерживать тепловые потоки принято оценивать коэффициентом теплопроводности. Если посмотреть на его размерность – Вт/м∙С о , то становится понятным, что это величина удельная, то есть определенная для следующих условий:

Отсутствие влаги на поверхности плиты, то есть коэффициент теплопроводности пенопласта из справочника — это величина, определенная в идеально сухих условиях, которых в природе практически не существует, разве что в пустыне или в Антарктиде;
Значение коэффициента теплопроводности приведено к толщине пенопласта в 1 метр, что очень удобно для теории, но как-то не впечатляет для практических расчетов;
Результаты измерения теплопроводности и теплопередачи выполнены для нормальных условий при температуре 20 о С.

Согласно упрощенной методике, при расчетах термического сопротивления слоя пенопластового утеплителя нужно умножить толщину материала на коэффициент теплопроводности, затем умножить или разделить на несколько коэффициентов, используемых для того, чтобы учесть реальные условия работы теплоизоляции. Например, сильное обводнение материала, или наличие мостиков холода, или способ монтажа на стены здания.

Насколько теплопроводность пенопласта отличается от других материалов, можно увидеть в приведенной ниже сравнительной таблице.

На самом деле не все так просто. Для определения значения теплопроводности можно составить своими руками или использовать готовую программу для расчета параметров утепления. Для небольшого объекта обычно так и поступают. Частник или самозастройщик может вообще не интересоваться теплопроводностью стен, а уложить утепление из пенопластового материала с запасом в 50 мм, что будет вполне достаточно для самых суровых зим.

Большие строительные компании, выполняющие утепление стен на площади десятков тысяч квадратов, предпочитают поступать более прагматично. Выполненный расчет толщины утепления используется для составления сметы, а реальные значения теплопроводности получают на натурном объекте. Для этого наклеивают на участок стены несколько различных по толщине листов пенопласта и измеряют реальное термосопротивление утеплителя. В результате удается рассчитать оптимальную толщину пенопласта с точностью до нескольких миллиметров, вместо приблизительных 100 мм утеплителя можно уложить точное значение 80 мм и сэкономить немалую сумму средств.

Насколько выгодно использование пенопласта в сравнении с типовыми материалами, можно оценить из приведенной ниже диаграммы.

От чего зависит теплопроводность пенопласта

Величина теплопроводности пенопласта, как и любого другого материала, зависит от трех основных составляющих:

температуры воздуха;

плотности пенопластовой плиты;

уровня влажности среды, в которой используется утеплитель.

Как видно из схемы, при низких температурах воздуха градиент по толщине стенки линейно меняется от отрицательных значений на наружной поверхности облицовки до +20 о С внутри помещения. Необходимо так подобрать теплопроводность и толщину материала, чтобы точка росы или, другими словами, температура, при которой начинают конденсироваться пары воды, находилась внутри массива пенопласта.

Влияние плотности и влажности окружающей среды

Несмотря на все заверения производителей, пенопласт способен поглощать и проводить водяные пары, для сравнения, величина паропроницаемости для пенопластового листа всего лишь на 20% ниже проницаемости древесины. Естественно, наличие водяных паров в толще пенопласта существенным образом влияет на его теплопроводность. Найти зависимость в справочниках практически невозможно, поэтому при расчетах делают эмпирическую поправку на теплопроводность, исходя из толщины теплоизоляции.

Пенопласт способен поглощать в поверхностных слоях до 3% воды. Глубина поглощения составляет 2 мм, поэтому при определении теплопроводности материала эти миллиметры выбрасывают из эффективной толщины теплоизоляции. Поэтому лист пенопласта толщиной в 10 мм будет в сравнении с листом в 50 мм иметь теплопроводность не в 5 раз больше, а в 7 крат. При значительной толщине пенопласта, более 80 мм, теплосопротивление увеличивается значительно быстрее, чем его толщина.

Вторым фактором, влияющим на теплопроводность, является плотность материала. При одинаковой толщине материал разных марок может иметь плотность в два раза больше. Принято считать, что 98% структуры утеплителя составляет высушенный воздух. С увеличением вдвое количества полистирола в плите, естественно, теплопроводность также увеличивается, примерно на 3%.

Читать еще: Чем клеить пенопласт к металлу

Но дело даже не в количестве полистирола, меняется размер шариков и ячеек, из которых состоит пенопласт, образуются локальные участки с очень высокой теплопроводностью, или мостики холода. Особенно это касается трещин и стыков, любых зон деформации и установки креплений. Поэтому при установке зонтичных дюбелей количество креплений рекомендуют ограничивать 3 точками.

Влияние химического состава на теплопроводность

Мало кто обращает внимание на особые свойства пенопласта. Сегодня наиболее серьезной проблемой пенопласта считается его способность к воспламенению и выделению токсичных продуктов сгорания. СНиП и ГОСТ требуют, чтобы пенопласт, используемый для утепления жилых зданий, имел время самозатухания не более 4 с. Для этого используются соли ряда цветных металлов, таких как хром, никель, железо, включение в состав веществ, выделяющих углекислый газ при нагревании.

В результате на практике пенопласт с индексом « С » — самозатухающий имеет теплопроводность значительно выше, чем обычные марки пенополистирола. Практика использования пенополистирола для утепления в Евросоюзе показала, что более выгодным и дешевым является нанесение на внешнюю поверхность немодифицированного пенопласта специального покрытия из газообразующих агентов. Такое решение позволяет сохранить теплосберегающие свойства и экологичность материала, одновременно значительно повысить пожаробезопасность.

Заключение

Теплопроводность пенопласта практически не меняется с течением времени, как, например, у минеральной ваты или газосиликатных блоков. Единственной проблемой является деградация пенополистирола под действием солнечных лучей и рассеянного ультрафиолета. При длительном облучении материал становится рыхлым, покрывается трещинами и легко наполняется конденсатом, поэтому для сохранения первоначального значения теплопроводности необходимо закрывать утеплитель облицовкой.

Показатели теплопроводности пенополистирола

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

Что представляет собой пенополистирол

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

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

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

Что такое теплопроводность

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

От чего зависит теплопроводность

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

Зависимость от плотности

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

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

Зависимость от толщины

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

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

Читать еще: Плюсы и минусы пенопласта как утеплителя

Расчет необходимой толщины материала

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

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

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

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

Экструдированный пенополистирол

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

Сравнение утеплителей

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

Какая теплопроводность у пенополистирольных плит?

Энергосбережение — это основная задача, для решения которой в строительстве используют теплоизолирующие материалы. При сравнении между собой различных видов утеплителей, прежде всего, сопоставляют их теплопроводность. Она измеряется в Вт/(м·K) и показывает, какое количество тепла пройдет через объект, толщиной 1 м, за единицу времени. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем меньше потери.

От чего зависят теплоизолирующие свойства

Низкая теплопроводность пенополистирола обусловлена его строением: объем твердого вещества обычно меньше 3%. Множество ячеек, формирующих структуру листа, содержит внутри воздух, отлично сохраняющий тепло. Есть простая закономерность: чем мельче гранулы и равномернее их размеры, тем лучше эксплуатационные качества плиты.

В зависимости от технологии изготовления, пенополистирол бывает:

беспрессовый: EPS, ПСБ, ПСБ-С;
прессовый: ПС-1, ПС-4;
экструзионный: XPS, Пеноплэкс, Стирэкс, Техноплекс, Технониколь, URSA XPS;
автоклавный: Styrofoam;
автоклавно-экструзионный.

Экструзионный пенополистирол производят, смешивая гранулы при высокой температуре и давлении. Получается особенно равномерная, закрытопористая структура, с ячейками 0,1–0,2 мм. Поэтому коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола (0,028–0,034 Вт/(м·K)) ниже, по сравнению с изготовленным по другой технологии.

Пенопласт получается в результате обработки сырья сухим паром, соединение гранул в нем происходит благодаря тепловому расширению. Имеет крупные неоднородные ячейки, скрепленные не очень жестко, поэтому утеплитель существенно отстает по прочности и плотности от произведенного методом экструзии. Вместе с тем, теплопроводность пенопласта, особенно в марках высокой плотности (35 и 50), уступает экструдированному пенополистиролу незначительно (в среднем — на 0,002 Вт/(м·K)).

Как влияет толщина плиты?

Значение этого параметра изменяется в диапазоне 10–200 мм:

лист до 30 мм обладает теплопроводностью не более 0,035 Вт/(м·K), он подойдет для утепления межкомнатных перегородок;
плиты до 100 мм применяют для отделки внутренних и внешних стен, с их помощью можно значительно сократить затраты на отопление. Показатель в этом случае несколько ниже, например, для образца в 50 мм он равен 0,31–0,032 Вт/(м·K);
пенополистирол толщиной более 100 мм используют в регионах с суровыми морозами, как вариант — в качестве каркаса фундамента. Его теплопроводность составляет не более 0,3–0,031 Вт/(м·K).

Как самостоятельно провести расчет необходимого слоя утеплителя?

Для этого потребуется:

Узнать R — величину сопротивления теплопередаче внешней стены дома. Данные постоянны, индивидуальны для каждого региона и есть в открытом доступе в интернете.
Определить k — коэффициент теплопроводности, он указывается в характеристиках материала.
Вычислить толщину, разделив R на k.

Следует помнить, что в таком расчете учитываются как теплоизоляционные свойства пенополистирола, так и аналогичные данные для всех слоев стены, в том числе кирпичной кладки, штукатурки и так далее.

Выпуск разных видов пенополистирола продиктован отличиями материалов возводимых зданий. Пожаробезопасен негорючий утеплитель ПСБ-С, поэтому он часто применяется в отделке фасадов жилых домов. Цифра в его маркировке означает максимальную плотность.