Теплопроводность пенопласта 50 мм в сравнении с кирпичом: Сравнения и расчеты теплоизоляции стен пенополиуретаном, минватой, пенополистиролом

Теплопроводность пенопласта от 50 мм до 150 мм

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.

Теплопроводность пенопластовых плит 50 мм и применение в строительстве

Оглавление:

• Что собой представляет пенопласт
• Размеры выпускаемых производством пенополистирольных плит
• Как провести теплоизоляцию стен с использованием пенопласта
• Применение пенопласта в теплоизоляции фундамента

При строительстве жилых домов применяются разнообразные теплоизоляционные материалы. При частном строительстве многие считают наиболее практичным применение пенопласта. Утепление строений пенопластом получает довольно широкое распространение, поскольку данный материал обладает хорошими теплоизолирующими качествами.

Пенопласт это материал для утепления, который обладает хорошими звуко- и теплоизоляционными характеристиками.

Что собой представляет пенопласт

Пенопласт можно охарактеризовать как нетоксичный, экологичный материал. Его хорошие теплоизоляционные и звукоизоляционные качества получаются благодаря особенной структуре: пористой, составленной из не сообщающихся между собой ячеек, с небольшой плотностью и паронепроницаемостью.

Пенопласт имеет низкую теплопроводность и длительный срок эксплуатации.

Благодаря данным качествам его можно применять в самых разных сферах, включая дорожные и строительные работы. Пенопласт, или пенополистирол, при строительстве в качестве теплоизоляционного материала применяют вот уже более сорока лет.

Цены на данный материал вполне демократичные, купить его можно во всех строительных магазинах. Для утепления жилого дома выбирают листовой пенопласт. Он обладает хорошей устойчивостью к воздействию агрессивных химических веществ, может спокойно переносить механические нагрузки. Используют его не только для малоэтажных построек, но и при монтаже внутренней теплоизоляции в строительстве с крупными масштабами, в реконструкции зданий, где он является почти незаменимым, поскольку из-за небольшого веса несущественно меняет нагрузку на фундамент и несущие конструкции построек.

Вернуться к оглавлению

Размеры выпускаемых производством пенополистирольных плит

Пенопластовые листы выпускают согласно нормам ГОСТ. Регулируется не только состав пенопласта, но и размеры плит. Длина стандартного пенопластового листа может составлять 100 см, 12 см или 200 см. Ширина листа 100 см, толщина может быть 2-5 см.

Наибольшей популярностью пользуется пенопласт толщиной в 50 мм. Показатели теплопроводности пенопласта очень часто сравнивают с характеристиками прочих утепляющих материалов. Пенопластовая плита толщиной в 50 мм, согласно СНиП России, по теплоизоляции эквивалентна кирпичной кладке в 85 см толщиной. Следовательно, использование пенопластовых утеплителей позволяет сэкономить при строительстве немалые средства.

Вернуться к оглавлению

Как провести теплоизоляцию стен с использованием пенопласта

Использовать пенопласт толщиной в 50 мм можно как в наружном, так и во внутреннем утеплении стен. Пенополистирол снаружи крепят при помощи специальных крепежных приспособлений, в некоторых случаях листы просто приклеиваются на мастику, клеящий состав или раствор цемента. Очень хороший эффект достигается с использованием пенопласта при монтаже внутреннего утепления. Одновременно обеспечивается и шумоизоляция, и теплозащита. Пенопластовой прослойке надо обеспечить защиту от возгораний, открытого пламени это можно сделать, к примеру, с использованием листов гипсокартона.

Плиты пенопласта с толщиной в 50 мм, используемые для утепления пола, способствуют также снижению передачи ударных шумов.

Схема теплоизоляции стен пенопластом.

Пенопласт устраивается на материал с изолирующими свойствами, швы герметизируются, после чего сверху устраивают ДСП или делают песчано-цементную стяжку.

При сравнении показателей теплопроводности разных материалов картина получается примерно следующей. Плита из пенопласта толщиной в 50 мм примерно соответствует слою минваты в 100 мм, деревянной стене в 190 мм, кирпичной кладке в 850 мм.

Что касается таких утеплителей, как минвата или стекловата, по цене эти материалы находятся близко к пенопласту и составляют им в некотором роде конкуренцию. Но прочность у таких утеплителей более низкая, несущей способностью они не располагают, а после укладывания их на места могут провисать. Прочие недостатки заключаются в неприятных ощущениях, которые доставляет монтаж, и наличии у минваты впитывающей способности. Из-за таких недостатков коэффициент изоляции заметно снижается.

Чтобы обеспечить хорошую теплоизоляцию кровли, можно воспользоваться одной из нескольких подходящих технологий утепления. Чтобы утеплить кровлю с пенопластовыми плитами толщиной в 50 мм, сперва устраивают пароизоляционный слой для этого понадобится полиэтиленовая пленка или пергамин. После пароизоляции укладывают плиты пенополистирола. Затем выполняют стяжку из смеси цемента и песка толщиной самое меньшее 30 см.

Сравнительная характеристика теплоизоляционных материалов, в том числе пенопласта, по степени их вредности.

В заключение проводят гидроизоляцию. Если в утеплении нуждается наклонная кровля, пенополистирол надо устраивать прямо на стропилах под кровельным материалом. В некоторых случаях его просто размещают между стропилами не закрепляя. Теплоизоляция чердаков или наклонных крыш позволяет превращать подкровельные помещения в жилые. При этом можно сэкономить немалую часть энергии, уходящую на отопление дома.

Теплоизоляционные свойства пенопласта позволяют применять материал и для утепления трубопроводов. До недавнего времени этому не придавалось значения, но теплопотери такого рода могут составлять и 30%, что немало. Теплопроводность пенопласта позволяет применять его в теплоизоляции трубопроводов водоснабжения, вентканалов и телефонных линий, для защиты труб канализации и водопровода в городских магистралях.

Трубопровод, благодаря таким мероприятиям, можно уложить на небольшой глубине. Это сокращает объем грунта, который понадобится вынимать, и серьезно снижает трудозатраты. Материалу возможно придавать любые формы, поэтому его можно использовать так, как необходимо, каковы бы ни были конструктивные требования.

Вернуться к оглавлению

Применение пенопласта в теплоизоляции фундамента

При утеплении подземных частей здания пенопласт нередко используют в качестве хорошего теплоизолятора. Не так много есть строительных материалов, которые способны заменить его он устойчив к воздействию извести, соляных растворов, неподвластен влиянию грунтовых вод.

В регионах, где климатические условия особенно суровы, вопросам теплоизоляции основания обычно уделяется повышенное внимание. Пенопласт иногда применяют как несъемную опалубку непосредственно на объекте при сооружении монолитных фундаментов. При таком подходе уменьшаются и трудозатраты, и расход бетона и арматуры.

Удобно применять пенопласт и для утепления строений бесподвального типа. Для этого на предварительно подготовленную площадку устраивают несколько слоев пенополистирола и заливают раствором бетона. После таких мероприятий строение возводится в обычном порядке. При такой конструкции бетонная стяжка одновременно является и основанием пола, и фундаментом.

Измерение теплопроводности изоляции

Как я упоминал ранее, В настоящее время я одержим теплоизоляцией, которую я буду использовать снаружи моего дома.

Проверил , что он должен быть безопасным с точки зрения горючести (ссылка), но вопрос, как он поведет себя термически, остается.

Выбранный мной изоляционный материал (Kingspan K5) обладает поистине исключительными характеристиками. Это позволяет мне облицовывать дом толщиной 100 мм из пенополистирола К5 и добиться того же уровня изоляции, что и пенополистирол (EPS) толщиной 160 мм.

В этой статье я описываю испытания, которые я провел, чтобы показать, что изоляция K5 действительно соответствует указанному уровню изоляции на практике.

Теплопроводность через пенопласты с закрытыми порами

Тепло проходит через материалы с использованием трех механизмов: проводимости, конвекции и излучения.

Пенопласты с закрытыми порами , в которых герметичные «ячейки» газа окружены твердыми «стенками», подавляют все три метода теплопередачи.

• Проводимость через твердое тело уменьшается, потому что уменьшается площадь поперечного сечения твердого тела, через которое может проходить тепло.
  • Проведение через тонкие стенки клеток.
• Проводимость газа внутри клеток очень низкая
  • Теплопроводность газов намного меньше, чем у твердых тел.
• Конвекция в газе внутри ячеек запрещена, потому что каждая ячейка имеет лишь крошечный температурный градиент поперек нее
  • Меньшие «ячейки» сильнее препятствуют конвекции.
• Излучение через каждую ячейку подавляется, потому что каждая излучающая поверхность видит поверхность почти одинаковой температуры.
  • Меньшие «клетки» более сильно подавляют перенос излучения

Таким образом, пена, оптимизированная для низкой теплопередачи , будет содержать очень мало твердых частиц и состоять в основном из газовых ячеек. Но такая пена будет очень хрупкой.

Таким образом, практичные строительные материалы уравновешивают размер ячеек и толщину стенок, чтобы производить достаточно прочные и не слишком дорогие в производстве материалы.

В этой статье (ссылка) из 10-й Международной конференции по центральному отоплению и охлаждению обобщаются свойства пенополиуретана (ПУ), влияющие на его тепловые характеристики. Я суммировал расчеты на рисунке ниже.

• График показывает теплопроводность по вертикальной оси и плотность пены по горизонтальной оси. 93)
• Три сплошные линии показывают расчетные вклады в теплопроводность пенополиуретана в зависимости от плотности.
• Обратите внимание, что указанная теплопроводность K5 ниже, чем у неподвижного воздуха.

Все данные на графике соответствуют низкой теплопроводности, но различия существенны. Теплопроводность К5 составляет около двух третей от теплопроводности пенополистирола, поэтому такой же изоляционный эффект может быть достигнут при толщине всего в две трети. Или, альтернативно, та же толщина K5 может обеспечить на треть меньшую теплопередачу, чем EPS.

Наименьшая достижимая теплопроводность , которая может быть достигнута, ограничена теплопроводностью через газ в ячейках. Таким образом, K5 достигает своей низкой проводимости за счет того, что ячейки заполнены невоздушными газами — вероятно, в основном двуокисью углерода.

Однако я был настроен скептически…

Это были только спецификации. Мои бывшие коллеги в NPL часто говорили об «оптимизме» многих спецификаций термопереноса. Неужели этот материал может иметь теплопроводность ниже, чем у неподвижного неконвективного воздуха!

…Поэтому я решил провести некоторые тесты…

Я сделал две коробки из листов пенополистирола и К5 толщиной 50 мм, заклеив стыки промышленным клеем.

Затем я нагрел имевшийся у меня цилиндр из бетона (диаметр 100 мм, длина 300 мм, вес 5,14 кг) в духовке и нагрел его примерно до 50 °C – примерно 1 час при самой низкой температуре газа. .

Затем я поместил бетон в коробку вместе с двумя термометрами для регистрации данных — по одному на каждом конце цилиндра — и запечатал коробку другим куском изоляции.

Я записывал температуру каждую минуту в течение где-то между 10 и 24 часами и измерял скорость охлаждения бетона.

Кривые охлаждения для EPS и Kingspan K5 показаны на рисунках ниже.

• Две тонкие линии соответствуют показаниям двух термометров, а жирная линия соответствует их среднему значению.
• ( пунктирная красная кривая – – – – ) показывает теоретическую модель данных с параметрами, оптимизированными с использованием Решатель Excel .
• ( пунктирная красная линия – – – – ) показывает расчетную постоянную времени экспоненциального затухания температуры.
• ( пунктирная синяя линия – – – – ) показывает приблизительную фоновую (комнатную) температуру.

Эти данные позволили мне установить две вещи.

• Во-первых, , просто сравнив постоянные времени кривых охлаждения (494 минуты и 801 минута), стало ясно, что K5 действительно имеет теплопроводность, которая примерно на 40% ниже, чем EPS.
• Во-вторых, , предполагая значение теплоемкости бетона и то, что тепло течет перпендикулярно через стенки коробки, я мог оценить теплопроводность двух материалов. Я нашел:
  • К5 Теплопроводность = 0,021 ± 0,001 Вт/м·К
  • Теплопроводность EPS = 0,035 ± 0,001 Вт/м·К
  • Неопределенности оценивались путем анализа данных каждого термометра в отдельности, а затем их среднего значения.
  • К моему удивлению, эти цифры хорошо согласуются с указанными свойствами как EPS, так и K5

Так что мой скептицизм был, похоже, неуместен.

Резюме

Я чувствую облегчение. В моей предыдущей статье я показал, что K5 обладает хорошей устойчивостью к воспламенению, а в этой статье я показал, что он действительно обладает отличными тепловыми характеристиками.

Будучи уверенным в этих свойствах , я с еще большим нетерпением жду, когда этот материал будет установлен в моем доме и будет устраиваться там на долгую холодную зиму.

Кстати..

Регистраторы данных Blue Maestro , которые я использовал (ссылка), фантастически просты в использовании и настоятельно рекомендуются.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Эта запись была опубликована 24 августа 2020 года в 8:00 и находится в разделе «Изменение климата». Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через ленту RSS 2.0.
Вы можете оставить отзыв или вернуться со своего сайта.

Строительные материалы R-значения

Интересное видео об общих проблемах ограждающих конструкций в Австралии.

В Интернете есть много веб-сайтов с номерами R-значения Imperial Building Material, но не так много с метрическими номерами R-значения. Следующая таблица представлена ​​в метрической форме. К·м ² /Вт

Щелкните здесь, чтобы перейти к нашему калькулятору, чтобы рассчитать фактическое значение теплопроводности потолочной или стеновой системы с зазорами в изоляции.

Это может сбить с толку, когда вы видите имперские значения R в США, которые сильно отличаются от Австралии и Европы, которые используют метрическую систему.

В эту таблицу также будут включены известные/испытанные коэффициенты утечки различных строительных материалов, уложенных непрерывно, сочлененные в коэффициенте проницаемости.

Это обобщенные значения R для многих типов строительных материалов. Эти значения могут быть неточными для вашего строительного материала. При необходимости обратитесь к производителю за более точными данными.

Материал	Толщина	R-величина м2К/Вт	Проницаемость при 50 Па	Примечания
Воздушная пленка Внутренняя стена		.14
Воздушная пленка Внутренний потолок		.14
Воздушная пленка снаружи		.04
Воздушный зазор	1,2–10 см	.176
Строительные листы
Гипс	10 мм — 13 мм	.07 — .077
Гипс	18 мм	.08
ДСП	18 мм	.17
Фанера	12 мм	. 1
Фанера	25 мм	.22
Древесина	25 мм	0,12–0,25
Цементный лист	8 мм	.005
Изоляционные материалы
Рукавица с потолочным светильником/чердаком		.62
Саркинговая фольга (сизаляция)		.2
Земляная шерсть	200 мм	4,0
Земляная шерсть	100 мм	2,0
Пенополиуретановый наполнитель	25 мм	1,1
Минеральная вата	200 мм	4,5
Минеральная вата	100 мм	2,7
Полиэстер	200 мм	3,5
Полиэстер	90 мм	1,5
Полистирол	25 мм	. 88		Очень плохая звукоизоляция
Обыкновенный кирпич	90 мм	.05 — .07
Сырцовый кирпич	300 мм	.27
Бетон	100 мм	.07
Гранит	25 мм	.009
Песчаник		.014
Стекло	6 мм	.006
Бетонная плитка	50 мм	.05
Терракотовая плитка	6 мм	.004
Colourbond	1,2 мм	0
Теплоизоляционная кровельная панель	100 мм	2,75
Теплоизоляционная кровельная панель	75 мм	2,11
Теплоизоляционная кровельная панель	50 мм	1,48
винил	3 мм	. 009
резина	3 мм	.009
Твердая древесина		.12
Ковер Полиэстер	10 мм	.167
Шерсть для ковров	10 мм	.38
Плитка		.009
Ковер + резиновая подложка		.51
Дверь со сплошным сердечником	44 мм	.38
Одностворчатое окно	Стекло 6 мм	.16
Двойное остекление 4 мм стекло	6 мм зазор	.317		Центр стекла
Стеклопакет с двойным остеклением 6 мм	Зазор 6 мм	.32		Центр стекла
Двойное остекление 4 мм стекло	12 мм зазор	. 37		Центр стекла
Двойное остекление 4 мм стекло	16 мм зазор	.37		Центр стекла
Тройное остекление Стекло 4 мм	Зазор 6 мм	.46		Центр стекла
Тройное остекление Стекло 4 мм	Зазор 12 мм	.56		Центр стекла
Двойное остекление low-e 6 мм и внутреннее 4 мм	Зазор 12 мм	.58		Центр стекла
Тройное остекление Стекло толщиной 4 мм с низкоэмиссионным покрытием	Зазор 12 мм	0,82		Центр стекла
Двойное остекление 4–4 мм	Зазор 10 мм	.36		Центр стекла
Двойное остекление 6–4 мм	Зазор 10 мм	.36		Центр стекла
Двойное остекление 4 мм — 4 мм — low-e	Зазор 10 мм	. 55		Центр стекла
Двойное остекление 6 мм — 4 мм — низкоэмиссионное	Зазор 10 мм	.55		Центр стекла
Панель Hebel	75 мм	.59
Двойное остекление Viridian 4 мм и 4 мм	Зазор 6 мм	.32		Центр стекла
Двойное остекление 4 мм — 4 мм с низкоэмиссионным покрытием только внутри	Зазор 6 мм	.42		Центр стекла
Доска KNAUF ClimaFoam XPS	30 мм	1,1
Плита KNAUF ClimaFoam XPS	50 мм	1,8
Спрей-пена с открытыми порами icynene	50 мм	1,3
Спрей-пена с закрытыми порами icynene	50 мм	2,16
Двойное остекление 4–4 мм	Зазор 20 мм	. 36		Центр стекла
Двойное остекление 4 мм- 4 мм	Зазор 30 мм	.358		Центр стекла
Высококачественное многослойное стекло + Low-E	8,37 мм	.29		Центральное стекло Viridian — WOW
Многослойное стекло с низкими характеристиками – без Low-E	6 мм	0,175		Центральное стекло
Напыляемая пена с закрытыми ячейками (распыляемая пена может быть различной — в зависимости от подрядчика)	100 мм	4,8~
Распыляемая пена с открытыми порами (распыляемая пена может быть различной — в зависимости от подрядчика)	100 мм	2,64~
Suntuf Twin Wall Поликарбонат гофрированный	10 мм	.34
Розовый Batts HD	195 мм	4,1

Пожалуйста, свяжитесь с нами, если вы хотите включить R-значение любых других продуктов в эту таблицу.