Каким коэффициентом теплопроводности обладает пенопласт

Каким коэффициентом теплопроводности обладает пенопласт?

Утеплить помещение можно различными методами. Например, использовать пенопласт. Его отличительная характеристика – это высокие эксплуатационные качества. Самым основным достоинством пенопласта является низкая теплопроводность. Это качество помогает хорошо сохранять тепло. Помимо этого, пенопласт имеет и другие плюсы.

1. Практичность.
2. Экологичность.
3. Легкость.
4. Простая установка.
5. Способность выдерживать температурные перепады.
6. Доступная цена.

Как плотность пенопласта влияет на его стоимость?

Существует несколько точек зрения, связанных с понятием плотности. Единицей измерения данного параметра является килограмм на метр в кубе. Эта величина вычисляется из отношения веса к объему. Нельзя со стопроцентной точностью определить качественные характеристики пенополистирола, связанные с его плотностью. Даже вес утеплителя не влияет на его способность к сохранению тепла.

Задумываясь над вопросом покупки утеплителя, покупатели всегда интересуются его плотностью. На основе этих данных можно судить о прочности материала, его весе и теплопроводности. Значения плотности пенопласта всегда относятся к определенному диапазону.

В процессе производства плит из пенополистирола производитель определяет себестоимость продукции. Исходя из формулы определения плотности, вес утеплителя будет влиять на данную величину. Чем больше вес материала, тем он плотнее, поэтому его стоимость выше. Это связано с тем, что полистирол, как сырье для плит теплоизолятора, играет важную роль. Он составляет около 80% от общей себестоимости готовой продукции.

Вернуться к оглавлению

Как изменение теплопроводности пенопласта влияет на его плотность?

Пенопласт изготавливается из шариков пенополистирола, содержащих воздух.

Любой теплоизоляционный материал содержит воздух, находящийся в порах. Улучшенный показатель теплопроводности зависит от количества атмосферного воздуха, содержащегося в материале. Чем его больше, тем меньше коэффициент теплопроводности. Производство пенопласта осуществляется из шариков пенополистирола, содержащих воздух.

Отсюда можно сделать вывод, что плотность пенополистирола не оказывает влияние на его теплопроводность. Если эта величина изменяется, то изменения теплопроводности происходят в пределах процентных долей. Стопроцентное содержание воздуха в утеплителе связано с его высокой теплосберегающей способностью, так как для воздуха характерен наиболее низкий коэффициент теплопроводности.

За счет низкой теплопроводности утеплителя обеспечивается высокая степень энергосбережения. Если сравнивать пенопласт с кирпичом, то их энергосберегающая способность будет существенно отличаться, поскольку 12 см толщины теплоизолятора соответствует 210 см мощности стены из кирпича или 45-сантиметровой деревянной стены.

Коэффициент теплопроводности пенопласта, выраженный в цифровом значении, принадлежит интервалу 0.037 Вт/мК 0.043 Вт/мК. Данное значение можно сопоставить с показателем теплопроводности воздуха, равным 0.027 Вт/мК.

Вернуться к оглавлению

2 Виды материала и их технические характеристики

Классификация пенопласта выполняется в зависимости от плотности материала, в соответствии с которой выделяют:

• ПСБ С15 (пенопласт Knauf Therm);
• ПСБ С25;
• ПСБ С35;
• ПСБ С50.

Также существует пенопласт повышенной твердости ПС-1 и ПС-4.

Технические характеристики пенопласта ПСБ следующие:

• Плотность, кг/м3: ПСБ С15 -8, ПСБ С25 – 15, ПСБ С35 – 25;
• Устойчивость к сжатию, МПа: С15 – 0,04, С25 – 0.08, С35 – 0.16;
• Устойчивость к изгибу, МПа: С15 – 0.06, С25 – 0.018, С35 – 0.25;
• Процент водопоглощения при полном погружении за 24 часа: С15 – 4, С25 – 3, С35 – 2;
• Время сапозатухания при отсутствии прямого контакта с огнем, сек: С15 – 4, С25 – 1, С35 – 1;
• Класс гоючести: у всех материалов – Г3 (нормально горючие);
• Коэффициент теплопроводимости, Вт/мк: С15 – 0.043, С25 – 0.039, С35 – 0.037;
• Коэффициент паропроницаемости, мг; С15 – 0.05, С25 – 0.05, С35 – 0.05;
• Нормальная температура эксплуатации у всех видов составляет от -60 до +80 градусов. При этом пенопласт для здоровью людей не опасен.

Шарики — составляющие пенопласта, удерживающие внутри воздух

Пенопласт класса ПС, обладающие повышенной плотностью, изготавливаются по технологии с использованием прессования, они могут обладать плотностью от 100 до 600 кг/м3. Сфера применения таких пенопластов – утепление пола под бетонные стяжки, прокладка под автомобильные дороги и любые конструкции, оказывающие на теплоизоляционный материал высокое механическое давление.

Технические характеристики прессованого плотного пенопласта, в целом, идентичны материалам, изготовленным по стандартной технологии.

2.1 Плюсы применения

Учитывая небольшую стоимость материала (пускай это даже армированный пенопласт для фасада), его преимущества, при использовании в качестве утеплителя, неоспоримы.

По правде говоря, откинув все рекламные уловки маркетологов, теплоизоляционные свойства пенопласта не сильно уступают характеристикам изделий, созданных на его основе, к примеру, пенополистирола, либо пенофола.

Качество утеплить фасад, чердак, либо потолок дома с помощью такого материала, кто бы, что не говорил, можно! Утепление пенопластом не будет казаться неполноценным, так как разница в теплопроводности материалов на уровне 0,03-0,05 Вт/мк, попросту не ощущается.

Среди сильных сторон изолятора, делающих его весьма неплохим утеплителем, можно выделить следующие основные факторы.

2.2 Низкий коэффициент теплопроводности

По теплоизоляционным свойствам материал не сильно отличается от утеплителей из экструдированного пенополистирола, либо минеральной ваты среднего качества, при этом, стоит он на порядок ниже.

Так, теплопроводность пенопласта, в зависимости от плотности материала, колеблется в пределах от 0,037 до 0,041 Вт/мк, что позволяет выполнить эффективное утепление помещений из любого материала – дерева, кирпича, керамзитоблока, либо газосиликатных блоков. Для таких же материалов можно применять карбамидный пенопласт.

Утепление фасада квартиры пенопластом

Низкая теплопроводность пенопласта дает возможность осуществить качественную теплоизоляцию здания при использовании сравнительно тонкого утеплителя, так, на практике, пенопласт, толщиною свыше 12 сантиметров, используется крайне редко.

Для сравнения, теплопроводность минеральной ваты составляет 0.035-0.04 Вт/мк, экструдированного пенополистирола – 0,039 Вт/мк. При этом, стоимость этих материалов превышает цену пенопласта как минимум в 2-2,5 раза.

2.3 Гидрофобность

Гидрофобность материала – это его способность к впитыванию жидкости. Чем меньшей гидрофобность обладает утеплитель тем лучше, так как при впитывании влаги теплоизоляционные материалы склонны к потере своих эксплуатационных характеристик, набору веса, вследствие чего происходит дополнительная нагрузка на несущие конструкции, и быстрому разрушению.

Пенопласт, ввиду своей закрыто-ячеечной структуры, обладает минимальной гидрофобностью. Как показывает практика, за 24 часа полного погружения в воду, материал способен впитать не больше 3% жидкости от своей массы. При этом, 3% — это максимальный показатель впитывания, он не линеен, и не увеличивается со временем.

Благодаря этому, с помощью пенопласта можно выполнять утепление поверхностей, подвергающихся постоянному контакту с водой. К примеру, посредством материала часто утепляют фундамент, либо цокольного этаж, на которые постоянно воздействуют грунтовые воды.

2.4 Шумоподавление

Пенопласт на утепление дома пенопластом изнутри, помимо теплоизоляции, нередко используется и для шумоизоляции помещений. Утепление дома пенопластом позволяет убить сразу двух зайцев: помимо уменьшения теплопотерь здания, вы также получите качественную звукоизоляцию, значительно повышающую комфорт проживания в центре города, либо вблизи железной дороги и автомагистралей.

Шумоизоляция потолка пенопластом

Звукоподавляющие свойства пенопласта возникают благодаря его пористой структуре. Внутри многочисленных ячеек закрыт воздух, который глушит все проникающие звуковые волны.

Безусловно, для качественной изоляции ударного шума использования одного лишь пенопласта недостаточно, однако шум, передающийся по воздуху, данный материал глушит вполне эффективно.

2.5 Химическая инертность

Такой как показатель как химическая инертность является одним из основных факторов определяющих долговечность любого теплоизоляционного материала. У пенопласта с этим параметров все в порядке – он не подвергается разрушению под воздействием щелочных и солевых растворов, кислот, спиртов, и водорастворимых красок.

Пенопласт как утеплитель также обладает преимуществом микробиологической инертности – в нем не заводятся микроорганизмы, он не боится сырости и не плесневеет. Единственный минус – материалом очень любят полакомиться грызуны, поэтому выполняя утепление данным материалом, первоначально необходимо позаботиться об уничтожении мышей.

2.6 Соответствие санитарным нормам

Любой теплоизоляционный материал, которым выполняется внутреннее утепление жилого дома, в первую очередь должен быть экологически безопасным, так как в случае обратного, его испарениями будут постоянно дышать жильцы дома.

Соответствие пенопласта всем санитарным нормам подтверждено Московским Национальным Институтом Гигиены имени Эрисмана (заключение №03/ПМ8), согласно которому при пробах воздуха в помещениях, утепление которых выполнялось посредством пенопласта, никаких вредных для человеческого организма веществ не обнаружено.

Так выглядит структура пенопласта под микроскопом

2.7 Минусы применения

Существенные минусы, которые препятствуют использованию данного материала в качестве промышленного утеплителя, при бытовом утеплении не так уж и страшны.

В первую очередь стоит выделить подверженность горению, что не дает возможности использовать пенопласт как утеплитель изнутри промышленных зданий и других помещений с высокими требованиями к пожарной безопасности. По классу горючести пенопласт относится к категории Г3 или Г4, в зависимости от технологии изготовления.

Чтобы решить вопрос огнеупорности, при изготовлении пенопласта в его состав добавляется антпирен, благодаря которому материал приобретает способность самостоятельного затухания при отсутствии прямого контакта с огнем.

Оптимальный температурный диапазон, при котором пенопласт может нормально эксплуатироваться, составляет от -100 до +80 градусов.

Практика показывает, что материал способен без потери эксплуатационных характеристик выдержать кратковременное повышение температуры до 110 градусов, например при контакте с расплавленной битумной мастикой, однако при долговременном воздействии температуры свыше 80 градусов возможна деформация пенопласта.

Средняя температура плавления пенопласта составляет 270 градусов. Температура возгорания – 440 градусов, при этом, если прямой контакт с огнем отсутствует, пенопласт затухнет в течении 4-5 секунд.

К примеру, температура воспламенения обычной бумаги составляет те же 440-450 градусов. Температура плавления пластика – 220 градусов.

Обзор преимуществ и недостатков утепления домов пенопластом (видео)

Всё тоньше, всё теплее

Для того чтобы представить эту физическую величину наглядно, проведём сравнение теплопроводности пенопласта с другими строительными материалами. Представьте, что вы стоите и смотрите с торца на разрезы стен из разных материалов. Сначала перед глазами проплывает бетонная стена толщиной 3,2 м, затем кирпичная кладка в 5 кирпичей (1,25 м), потом относительно тоненькая деревянная перегородка шириной с предплечье взрослого человека (0,40 м). И уже где-то в самом конце, незаметный лист пенопласта толщиной 0,1 м. Что же объединяет все эти материалы необъятной толщины? Только одно.

У них одинаковый коэффициент удельной теплопроводности.

Используя его низкую теплопроводимость, можно в значительной степени сократить расход достаточно дорогих в приобретении и укладке стройматериалов. Дом, построенный в 2,5 кирпича так же надёжен, как и дом с толщиной стен в 5 кирпичей. Только в первом случае расходы на отопление больше. Хотите дом теплее? Не надо возводить ещё такую же стену. Достаточно утеплить стену 50 мм плитой. Почувствуйте разницу. 2,5 кирпича по периметру дома и лист пенопласта толщиной в 50 мм. Экономим время, деньги, силы.

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.

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.

Прежде, чем начинать сравнение свойств пеноплекса и пенопласта, уточним, в чем разница между этими материалами. Оба они производятся из полистирола, однако с использованием различных технологий. Пенопласт (пенополистирол) получают путем вспенивания полистирола, он представляет собой плиты из спекшихся газонаполненных гранул. Внутри них имеются микропоры, а между гранулами находятся пустоты. Чем плотнее спрессованы гранулы, тем больше плотность пенопласта, тем ниже его паропроницаемость и водопоглощение. По сравнению с пенопластом пеноплекс, или экструдированнный пеноплистирол, производят по-другому – методом экструзии, с использованием повышенных температуры и давления, в результате чего готовый материал имеет равномерную структуру с закрытыми порами, диаметр которых не превышает 0,2 мм.

Теперь посмотрим на сравнительные характеристики пенопласта и пеноплекса. Важнейшими из качеств, которыми должны обладать теплоизоляторы, являются теплопроводность и паропоглощение. Нелишним, проводя сравнение пенопласта и пеноплекса, будет привести значения прочности на сжатие.

Теплопроводность

Сравнительная таблица теплопроводности пенопласт пеноплекс (возьмем для примера материалы одинаковой плотности) показывает следующие цифры: пенопласт – 0,04 Вт/мК, пеноплекс – 0,032 Вт/мК. Это означает, что на плиту экструдированного пенополистирола толщиной 20 мм приходится примерно 25 мм пенопласта. Описывать подробно таблицу не будем, так как сравнение теплопроводности пенопласта и пеноплекса нужно проводить с учетом плотности конкретной марки изолятора, а мы такой задачи не ставим.

Влагопроницаемость

Следующая характеристика, которая нас интересует – сравнение свойств пеноплекса и пенопласта по влагопроницаемости. В то время, как водопоглощение первого не превышает 0,4 %, второй материал достигает в этой характеристики цифры в 2%. Иными словами, сравнение этой характеристики пенопласта и пеноплекса – в пользу последнего. При применении экструдированного пенополистирола вполне допускается отсутствие пароизоляции, однако при правильном утеплении с помощью пенопласта это нежелательно.

Прочность

Показательно сравнить пеноплекс и пенопласт по прочности на сжатие. В первом случае эта величина достигает 0,5 Мпа, во втором – всего 0,2 Мпа. При этом нужно учесть, что сравнительные характеристики пенопласта и пеноплекса одной толщины и плотности делают очевидной почти четырехкратную разницу! Именно поэтому пеноплекс хорош для системы утепления полов в конструкциях с высокими нагрузками – его используют в гаражах, на катках и даже при строительстве взлетно-посадочных полос.

Конечно, сравнительная таблица теплопроводности пенопласт пеноплекс, разница между иными техническими характеристиками важны. Однако для простого обывателя существует еще один немаловажный фактор, который он непременно учтет, проводя сравнение пенопласта и пеноплекса. Это цена. Очевидно, что утеплитель пеноплекс находится в более высокой ценовой категории, чем пенопласт; кубометр экуструдированного пенополистирола дороже примерно в полтора раза. Здесь находится камень преткновения для многих хозяев: утеплить дешевле, но хуже, или дороже, но качественней? Многие, сравнив цены на пеноплекс и пенопласт, выбирают последний из-за стоимости.

Сравнивая свойства пеноплекса и пенопласта, нужно помнить, что для многих целей предпочтительнее именно пенопласт. Такая его характеристика, как более высокое влагопоглощение, может сыграть на руку при наружном утеплении стен, где недостаточно хорошая адгезия пеноплекса не позволяет использовать его выше цокольных конструкций.

В заключение заметим, что в строительстве экструдированный пенополистирол все чаще заменяет пенопласт. В США и во многих европейских странах применение пенопласта для отделки фасадов зданий вообще запрещено из-за ядовитых токсинов, которые он выделяет при горении. В России при строительстве домов также постепенно отказываются от использования этого материла, заменяя его пеноплексом (который, кстати, тоже довольно пожароопасен) либо негорючей минеральной ватой.

Плотность пенопласта

Одной из основных характеристик пенопласта является его плотность, что является массой одного кубического метра материала по аналогии к плотности кирпича. Так при плотности 25, куб пенополистирола должен иметь массу 25 килограмм. От плотности пенопласта, напрямую зависят такие физические свойства, как: прочность на сжатие и прочность на изгиб. Не следует путать плотность пенопласта с его маркой, так у пенополистирола марки СПБ-С25 плотность будет колебаться от 15 до 25, а у СПБ-с50 – от 35, до 50.

На деле, многие стихийные производители утеплителя, в целях экономии сырья приписывают товару завышенную плотность по аналогии с свойствами стекла. Но обман можно легко проверить при помощи обыкновенных весов. Так квадратный метр пенопласта толщиной 10см. 25 марки, должен иметь вес от полтора, до двух с половиной килограммов.

Технические характеристики пенополистирола ПСБ-С 15

Плотность До 15 кг/куб.м
Теплопроводность Не более 0,043 Вт/кв.м. х С
Прочность на сжатие при 10% деформации Не менее 0,05 МПa
Предел прочности на изгиб Не менее 0,07 МПa
Водопоглощение за 24 часа Не более 3 % от общего объема

Офис компании
ул. Щорса, 5 (2 этаж)

Производственно-строительная компания «Билд-Мэйк» работает на сибирском рынке с 2006 года. Специализация предприятия – производство пенопласта (пенополистирола), современного высокотехнологичного материала для утепления зданий и сооружений.