Теплопроводность и другие свойства пенопласта

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%.

    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.

    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.

    Теплопроводность пенопласта + таблица: разъясняем подробно

    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.

    1. Практичность.
    2. Экологичность.
    3. Легкость.
    4. Простая установка.
    5. Способность выдерживать температурные перепады.
    6. Доступная цена.
    Читайте также:  Угловой шкаф купе: формы, материалы

    Коэффициент теплопроводности плит пенопласта

    Утепление дома можно провести различными способами, например, с помощью пенопласта, который отличается высокими эксплуатационными характеристиками. К ним относятся: практичность, экологичность, небольшой вес, простота монтажа, невосприимчивость к перепадам температуры, а также доступная цена. Но главное преимущество — низкая теплопроводность пенопласта, позволяющая добиться отличного энергосбережения.

    От чего зависят характеристики материала?

    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.

    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.

    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.

    Сравнительная теплопроводность экструдированного пенополистирола

    Экструдированный пенополистирол обладает пористой структурой, благодаря которой отлично сохраняет тепловую энергию. Теплопроводность материала зависит от его плотности, характеристика которой выносится в его маркировку. В отличие от пенопласта, ячейки которого заполнены газом, этот теплоизолятор содержит внутри себя воздух, который не испаряется, сохраняя свойства даже при намокании.

    Рис.1 Смещение точки росы при снижении теплопроводности материала

    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.

    Понятие теплопроводности материалов

    Любые тела, газообразные, жидкие среды при контакте друг с другом стремятся выровнять температуру молекул, из которых состоят. Обмен частиц различных материалов энергией и называется теплопроводностью.

    • в зимнее время холодный уличный воздух стремится выровнять температуру внутри помещений;
    • для чего забирает тепловую энергию у стен зданий;
    • которая передается им нагретым от регистров отопительных приборов воздухом.

    Положительный коэффициент теплопроводности экструдированного пенополистирола означает передачу энергии лишь в сторону увеличения температуры. Вещества с отрицательным коэффициентом ТП понижают температуру окружающей среды (инертные газы, использующиеся в климатическом оборудовании).

    В строительстве применяются материалы, способные предотвратить теплопотери, защитить жилище от холода. Поэтому, тепловой барьер должен быть непрерывным, чтобы отсутствовали мостики холода, сводящие на нет усилия по теплоизоляции здания.

    Рис.2 Сравнение теплопроводности конструкционных, теплоизоляционных материалов

    Коэффициент теплопроводности плит пенопласта

    Для облегчения расчетов при проектировании производители утеплителя добавляют в состав графит, выравнивая теплопроводность пенополистирола любой плотности до единого значения 0,055 единицы.

    Поэтому, приобретая на строительном рынке листы ЭППС, потребителю не нужно проверять данную характеристику материалов разной плотности.

    Утеплитель из вспененного полиэтилена

    Изобретение утеплителя из вспененного полиэтилена (или пенополиэтилена, ППЭ) подняло решение проблемы теплоизоляции на совершенно новый уровень. Этот легкий и пластичный материал, обладающий очень высоким коэффициентом тепловой защиты и массой других достоинств, вытеснил на задний план ряд других изоляционных материалов, требующих больших физических и материальных вложений. Его с легкостью можно использовать как в быту, так и в промышленных целях.

    Отличительные особенности утеплителя из ППЭ

    Технические характеристики

    Теплоизоляция из вспененного полиэтилена представляет собой изделия с закрытопористой структурой, мягкие и эластичные, имеющие соответствующую своему назначению форму. Они обладают рядом свойств, характеризующих газонаполненные полимеры:

    • Плотностью от 20-ти до 80-ти кг/м3,
    • Диапазоном рабочих температур от -60-ти до +100 0C,
    • Отличной влагостойкостью, при которой влагопоглощение составляет не более 2 % объёма, и практически абсолютной паронепроницаемостью,
    • Высоким показателем шумопоглощения уже при толщине, больше либо равной 5-ти мм,
    • Стойкостью к большинству химически активных веществ,
    • Отсутствием гниения и поражения грибком,
    • Очень продолжительным сроком эксплуатации, в некоторых случаях достигающим более 80-ти лет,
    • Нетоксичностью и экологической безопасностью.

    Но самой важной характеристикой материалов из пенополиэтилена является очень малая теплопроводность, благодаря которой они могут использоваться в теплоизоляционных целях. Как известно, лучше всего сохраняет тепло воздух, а его в этом материале предостаточно. Коэффициент теплоотдачи утеплителя из вспененного полиэтилена составляет всего 0,036 Вт/м2 * 0C (для сравнения теплопроводность железобетона – около 1,69, гипсокартона – 0,15, дерева – 0,09, минеральной ваты – 0,07 Вт/м2 * 0C).

    ИНТЕРЕСНО! Теплоизоляция из вспененного полиэтилена слоем толщиной 10 мм способна заменить 150-тимиллиметровую толщину кирпичной кладки.

    Область применения

    Утеплитель из вспененного полиэтилена широко применим в новом и реконструктивном строительстве объектов жилого и производственного комплекса, а также автомобиле- и приборостроении:

    • Для уменьшения теплопередачи путем конвекции и теплового излучения от стен, полов и кровель,
    • В качестве отражающей изоляции для увеличения теплоотдачи отопительных систем,
    • Для защиты трубных систем и магистралей разного назначения,
    • В виде утепляющей прокладки для различных щелей и проемов,
    • Для изолирования вентиляционных и кондиционирующих систем.

    Кроме этого, пенополиэтилен используется как упаковочный материал для транспортировки продукции, требующей тепловой и механической защиты.

    Вреден ли вспененный полиэтилен?

    Сторонники использования в строительстве натуральных материалов могут говорить о вредности химически синтезированных веществ. Действительно, при нагревании выше 120 0C вспененный полиэтилен превращается в жидкую массу, которая может быть токсичной. Но в стандартных бытовых условиях он абсолютно безвреден. Более того, утеплительные материалы из пенополиэтилена по большинству показателей превосходят дерево, железо и камень Строительные конструкции с их применением обладают легкостью, теплом и низкой себестоимостью.

    Виды ППЭ-утепляющих материалов

    На данный момент выпускается огромный ассортимент продукции, которую можно назвать теплоизоляцией из вспененного полиэтилена.

    Одним из отличий подобных изделий, которое внешне может быть незаметно, но в эксплуатации существенно, является вид пенополиэтилена, из которого они изготовлены. Это может быть «сшитый» либо «несшитый» полимер, первый из которых имеет более высокие физические и химические показатели (прочность, диапазон температур эксплуатации и т.п.). Однако обычно при выборе изоляционного продукта для тех либо иных целей большую роль играет конструкция изделия.

    Теплопроводность пенопласта + таблица

    При этом толщина утеплителей из вспененного полиэтилена может варьироваться от 1-го до 50-ти мм, а форма может быть в виде:

    1. Пленки, листов и плиток без всякого покрытия, используемых в основном для теплоизоляции деталей различного оборудования, в том числе холодильного,
    2. Пенополиэтилена с двусторонним пленочным покрытием, который применяется для работ по утеплению полов, фундаментов либо подвальных помещений. Полимерное покрытие дает дополнительную гидроизоляцию поверхностей, а также защищает сам материал от механического травмирования и солнечного света.
    3. С фольгированием одной либо обеих сторон применяется в местах, где требуется не только прямая задержка теплого воздуха, но также отражение теплового излучения и свойство огнезащиты (кровли, стены, места за отопительными радиаторами, внутренние поверхности обогревателей-рефлекторов и т.п.)
    4. В виде трубок пенополиэтилен находит применение как защитная оболочка водопроводов, канализаций, систем отопления и кондиционирования.
    5. В виде жгута используется для перекрытия швов и зазоров стен, оконных и дверных проемов и т.п.
    Читайте также:  Украшаем потолок: узоры из гипсокартона

    Каждый из видов пенополиэтиленовой изоляции может иметь самоклеящиеся поверхности для удобства монтажных работ.

    ВАЖНО! Для современного утеплителя из вспененного полиэтилена может быть предусмотрена отделка не только из пленки, но также из таких материалов, как бумага, лавсан и более плотный пластик. В этих случаях его можно использовать без дополнительной декоративной и защитной отделки.

    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.

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

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

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

    Зависимость от толщины

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

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

    Расчет необходимой толщины материала

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

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

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

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

    Экструдированный пенополистирол

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

    Сравнение утеплителей

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

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

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

    Теплопроводность утеплителей — сравнительная таблица

    В привычной для населения страны холодной зиме, востребованность теплоизоляционных материалов всегда на высоком уровне. Необходимо учитывать все особенности каждого из утеплителей, чтобы сделать выбор в пользу качественного и целесообразного материала.

    Зачем нужна теплоизоляция?

    Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:

    • Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.

    Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40%. Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.

    • Увеличение долговечности конструкций здания.

    В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены. Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.

    Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).

    • Увеличение полезной площади зданий.

    Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.

    Как правильно выбрать утеплитель?

    При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.

    Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

    • Теплопроводность.

    Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

    Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.

    Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

    Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

    А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

    А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

    В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

    Таблица теплопроводности материалов

    МатериалТеплопроводность материалов, Вт/м*⸰СПлотность, кг/м³
    Пенополиуретан0,02030
    0,02940
    0,03560
    0,04180
    Пенополистирол0,03710-11
    0,03515-16
    0,03716-17
    0,03325-27
    0,04135-37
    Пенополистирол (экструдированный)0,028-0,03428-45
    Базальтовая вата0,03930-35
    0,03634-38
    0,03538-45
    0,03540-50
    0,03680-90
    0,038145
    0,038120-190
    Эковата0,03235
    0,03850
    0,0465
    0,04170
    Изолон0,03133
    0,03350
    0,03666
    0,039100
    Пенофол0,037-0,05145
    0,038-0,05254
    0,038-0,05274
    • Экологичность.
    Читайте также:  Как установить дверную ручку: рекомендации

    Этот фактор является значимым, особенно в случае утепления жилого дома, так как многие материалы выделяют формальдегид, что влияет на рост раковых опухолей. Поэтому необходимо делать выбор в сторону нетоксичных и биологически нейтральных материалов. С точки зрения экологичности лучшим теплоизоляционным материалом считается каменная вата.

    • Пожарная безопасность.

    Материал должен быть негорючим и безопасным. Гореть может любой материал, разница состоит в том, при каком температуре он возгорается. Важным является то, чтобы утеплитель был самозатухающим.

    • Паро- и водонепроницаемость.

    Преимущество имеют те материалы, которые обладают водонепроницаемостью, так как впитывание влаги приводит к тому, что эффективность материала становится низкой и полезные характеристики утеплителя через год использования снижаются на 50% и более.

    В среднем срок службы изоляционных материалов составляет от 5 до 10-15 лет. Теплоизоляционные материалы, имеющие в составе вату в первые годы службы значительно снижают свою эффективность. Зато пенополиуретан обладает сроком службы свыше 50 лет.

    Достоинства и недостатки утеплителей

    1. Пенополиуретан на сегодняшний день самый эффективный утеплитель.

    Виды ППУ

    Достоинства: бесшовный монтаж пеной, долговечность, лучшая тепло- и гидроизоляция.

    Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

    1. Пенополистирол (пенопласт) – востребован для использования в качестве утеплителя для помещений разных типов.

    Достоинства: низкая теплопроводность, невысокая стоимость, удобство монтажа, водонепроницаемость.

    Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

    1. Экструдированный пенополистирол – прочный и удобный материал, при необходимости элементов нужного размера легко разрезается ножом.

    Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации от -50⸰С до +75⸰С.

    Недостатки: намного дороже пенопласта, восприимчивость к органическим растворителям, образование конденсата.

    1. Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.

    Достоинства: противостояние образованию грибков, звукоизоляция, прочность к механическим воздействиям, огнеупорность, негорючесть.

    Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

    1. Эковата – утеплитель, выполненный на основе естественных материалов (волокна дерева и минералы). На сегодняшний день применяется довольно часто.

    Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

    Недостатки: во время эксплуатации повышается теплопроводность, необходимость специального оборудования для монтажа, возможность усадки.

    1. Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.

    Достоинства: низкая теплопроводность, низкая паропроницаемость, высокая шумоизоляция, удобство резки и монтажа, экологичность, гибкость, небольшой вес.

    Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

    1. Пенофол – утеплитель, который отвечает многим требованиям, предъявляемым к качеству утеплителя и утепления различных помещений, а также конструкций и т.д.

    Достоинства: экологичность, высокая способность к отражению тепла, высокая шумоизоляция, влагонепроницаемость, негорючесть, удобство перевозки и монтажа, отражение воздействия радиации.

    Недостатки: малая жесткость, затрудненность крепления материала, в качестве теплоизоляции одного пенофола недостаточно.

    Заключение

    Рассмотренные достоинства и недостатки утеплителей позволят выбрать самый подходящий вариант уже на стадии проектирования. При этом учитывать все требования, предъявляемые к теплоизоляционному материалу, в первую очередь теплопроводность.

    Свойства и характеристики пенопласта

    Характеристики пенопласта позволяют определить степень его эффективности, как утеплителя, при определенных условиях. Этот материал имеет свои плюсы и минусы, поэтому его используют выборочно. Но такие свойства пенопласта, как теплопроводность, длительный срок службы и сравнительно хорошая паропроницаемость делают его довольно популярным, несмотря на появление более новых аналогов.

    Структура и сферы применения

    Свои характеристики пенопласт приобретает благодаря особому строению. Это гранулированный материал, в основе которого полистирол. Он содержит до 98% воздуха, тогда как объем плотной структуры не превышает 2%. Применение сухого пара с целью обработки гранул обеспечивает основные свойства: низкую плотность пенопласта и малый вес.

    Листы формуются после тщательной просушки основного материала. Такая технология производства придает и другие качества пенопласту: невысокий коэффициент теплопроводности, что делает его популярным утеплителем; низкая степень прочности листа. Последний из факторов может повлиять на срок службы изделия. Применяют утеплитель данного вида в разных областях: строительная отрасль; пищевая промышленность (упаковка), радиоэлектроника, судостроение.

    Обзор технических характеристик

    Существуют разные марки пенопласта, каждая из которых имеет собственный набор свойств и параметров. На основании этой информации следует делать выбор.

    Показатель коэффициента теплопроводности

    Замкнутые ячейки представляют структуру пенопласта, благодаря чему утеплитель данного вида приобретает способность задерживать тепло в помещении. Коэффициент теплопроводности составляет: от 0,033 до 0,037 Вт/(м*К).

    За счет низкой теплопроводности утеплителя обеспечивается высокая степень энергосбережения.

    Эффективным считается утеплитель, значение данного параметра которого составляет не более 0,05 Вт/(м*К). Существуют и более действенные материалы, однако, средние характеристики пенопласта позволяют успешно применять его до сих пор.

    Звукоизоляционные качества, защита от ветра

    Наилучшим для защиты от посторонних шумов является материал, который имеет следующие технические характеристики: низкую теплопроводность и одновременно с тем способность пропускать воздух. Под эти критерии подходит пористый пенопласт. Это означает, что утеплитель данного вида отлично справляется с задачей по защите объекта от шума.

    Причем, чем значительнее толщина листа, тем лучше звукоизоляционные качества материала. Если нужно обеспечить защиту объекта от ветра, то пенопласт успешно решит и эту проблему, так как состоит из множества закрытых ячеек.

    Влагопоглощение

    Способность утеплителя данного вида поглощать воду довольно низкая, что позволяет считать его негигроскопичным. Показатель влагопоглощения при постоянном контакте с водой на протяжении суток соответствует 1%.

    Материал равнодушен к воздействию влаги и практически ее не впитывает.

    Это несколько больше, чем у пеноплекса (0,4%), но и меньше, чем у большинства некоторых других аналогов, например, минваты. Благодаря низкой гигроскопичности срок службы пенопласта значительно продлевается, так как снижается риск образования плесени или грибка.

    Температурный режим

    Рассматриваемый утеплитель не меняет своих свойств при существенном повышении температуры (до 90 градусов). Низкие значения также не оказывают пагубного влияния на материал данного вида, поэтому его задействуют, в частности, при теплоизоляции наружных стен. Но во время укладки с применением клеящего состава рекомендуется соблюдать температурный режим: не ниже +5 и не более +30 градусов.

    Влияние внешних факторов

    К таковым относят: перепады температур, ветровая нагрузка, дожди, снега и любой механический источник давления. Прочность листа пенопласта невысока под воздействием последнего из рассмотренных факторов.

    Благодаря своим теплоизоляционным характеристикам пенопласт получил широкое распространение при утеплении стен, кровли, потолка, балконов.

    Это обусловлено малым весом и крупноячеистой структурой. Причем толщина материала практически не меняет ситуацию. Если сравнить его с пеноплексом, данный вариант отличается высокими прочностными характеристиками.

    Степень устойчивости к химическим веществам и микроорганизмам

    При контакте с рядом веществ свойства пенопласта не меняются, к таковым относятся: соляные растворы, щелочь, кислота, гипс, известь, битум, цементный раствор, некоторые виды лакокрасочных материалов (на основе силиконов и водорастворимые составы). Нужно избегать контакта утеплителя на основе полистирола с такими веществами: растворители, ацетон, скипидар, бензин, керосин, мазут.

    Учитывая низкую гигроскопичность и закрытую структуру материала, пенопласт не обеспечивает подходящие условия для размножения вредоносных микроорганизмов.

    Пожаробезопасность

    Утеплитель относится к быстровоспламеняющимся материалам (категория горючести Г3 и Г4), однако, время его горения при условии устранения источника возгорания не превышает 3 сек.

    Если выбрали утеплитель пенопласт, знайте, он плохо противостоит горенью

    Будет заблуждением считать такой материал полностью безопасным, но все же его часто используют, что обусловлено выделением меньшего количества энергии при горении, а также самопроизвольным затуханием.

    Свойства

    Габариты листа, в частности, его толщина, а также плотность являются одними из главных показателей, на основании которых делается выбор материала.

    Основные характеристики и свойства утеплителя

    Плотность

    Данный параметр представляет собой соотношение веса к объему, соответственно, единицы измерения – кг/куб. м. Чем более высокой является плотность пенопласта, тем он будет тяжелее. А вес изделия – один из факторов, формирующих стоимость изделия. Соответственно, чем больше плотность и вес, тем дороже будет стоить утеплитель.

    Пенопласт имеет 4 марки плотности: М15, М25, М35, М50. Выше марка — больше плотность, больше плотность — выше теплоизоляция.

    Если рассматривать влияние данного параметра на показатель теплопроводности, то прямой связи не наблюдается. Основа пенопласта – воздухонаполненные закрытые ячейки. Повышение плотности может лишь незначительно изменить показатель теплопроводности (на десятые доли) из-за уплотнения гранул. В целом же общая структура материала остается неизменной, а значит, не меняется и его способность удерживать тепло.

    Существуют разные марки утеплителя на основе полистирола: с обозначением 15, 25, 35 и 50. Значения соответствуют толщине листа. Дополнительно могут указываться некоторые буквы: А, Н, Ф, Р, Б, С, что определяет способ изготовления или специфические свойства.

    Габариты

    Стандартные размеры пенопласта:

    Толщина утеплителя варьируется в пределах от 10 до 100 мм с определенным шагом: 10 мм; 20 мм; 30 мм; 40 мм; 50 мм и 100 мм. Чем больше значение данного параметра, тем дороже он обойдется. На прочностные характеристики толщина не влияет, если только не рассматривается материал с высокой плотностью.

    Плюсы и минусы

    Недостатков у листов полистирола немного: низкая прочность на изгиб; разрушение при контакте с некоторыми видами красок и агрессивных составов; недостаточно высокий показатель паропроницаемости, хоть и выше, чем у пеноплекса.

    • Низкая цена;
    • Длительный срок службы;
    • Небольшой вес;
    • Незначительный уровень гигроскопичности;
    • Устойчивость к высокой и низкой температуре;
    • Несложный монтаж и простота обработки;
    • Устойчивость к образованию грибка;
    • Низкий коэффициент теплопроводности.

    Плюсы и минусы пенопласта, сравнение с другими утеплителями

    Все эти положительные качества обеспечивают технические характеристики утеплителя, а также его свойства. Срок службы рассматриваемого материала хоть и длительный, однако, ниже, чем у аналога – пеноплекса.

    По некоторым характеристикам этот утеплитель превосходит другие аналоги, например, минвату. Но есть и существенные недостатки, в частности, неустойчивость к ряду составов, низкая прочность.

  • Ссылка на основную публикацию