Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плотность пенопласта как показатель теплоизоляционных свойств

Плотность пенопласта как показатель теплоизоляционных свойств

Пенопласт считается особенно эффективным строительным материалом, применяемым для утепления построек изнутри и снаружи. Основанием для широкого распространения в строительном деле вспененного ППС (или полистирола) являются плотность пенопласта и его превосходные тепло- и звукоизоляционные свойства материала. Множество марок материала открывают большие возможности по подбору наиболее подходящего варианта.

  • Определение и свойства
  • Структура и состав готового материала
  • Схема применения различных марок
    • Использование пенопласта ПСБ-С-15
    • Для чего подходит ПCБ-C-25
    • Применение пенопласта ПСБ-С-35

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.

Свойства и параметры утеплителя

Схема применения различных марок пенопласта.

Теплопроводность это передача тепловой энергии от одной части материала, которая имеет более высокую температуру, к другой части, с меньшей температурой. То есть, простыми словами, это способность материала проводить тепловую энергию. Выражается этот параметр в единицах Вт/(м*К) и называется коэффициентом теплопередачи.

Расшифровка единицы измерения теплопередачи следующая: это количество тепловой энергии в Вт, которую способен передать материал толщиной 1 м на площади в 1 м² при перепаде температур 1 °(Кельвин) за определенную единицу времени. Коэффициент теплопередачи уменьшается по мере того, как повышается плотность материала, то есть чем выше плотность, тем лучше его теплоизоляционные свойства. Значения характеристик при различной плотности представлены в Таблице 1.

Плотность,кг / м³ 10 15 20 25 30 35 Коэффициенттеплопередачи,Вт/(м . К) 0.044 0.038 0.035 0.034 0.033 0.032

Величина теплопроводности является ключевой для расчета общего сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций здания (стен, кровли, перекрытий). Последнее обозначается латинской буквой R, единица выражается в м² К / Вт и показывает, сколько тепла в Вт проходит через 1 м² площади стены или кровли заданной толщины за единицу времени при перепаде температур 1°К. Этот параметр зависит от материала стены и ее толщины, это видно из формулы:

Схема утепления стен пенопластом.

Здесь δ толщина стены в метрах, k коэффициент теплопроводности. Для примера можно показать сколько тепла теряет 1 м² пенополистирола толщиной 1 сантиметр плотностью 10 кг / м³ за единицу времени при перепаде температур 1°К:

R = 0,01 / 0,044 = 0,227 м² К / Вт.

Данный параметр нормируется, он не может быть меньше того, что прописан в нормативной документации для каждого региона. Учитывая разницу климатических условий на просторах нашей страны и длительность отопительного сезона, минимальное нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен для южных регионов составляет 1,8 м² К / Вт, средней полосы 3 м² К / Вт, а северных 4,8 м² К / Вт. Значения R для пенопласта разной плотности и различной толщины отражены в таблице 2.

СопротивлениетеплопередачеR, м²К / Вт Плотность 10 кг / м³ Плотность 15 кг / м³ Плотность 20 кг / м³ Плотность 25 кг / м³ Плотность 30 кг / м³ Плотность 35 кг / м³ Толщина 2 см 0.45 0.53 0.57 0.59 0.61 0.63 Толщина 5 см 1.14 1.32 1.43 1.47 1.52 1.56 Толщина 10 см 2.27 2.63 2.86 2.94 3.03 3.13
Читать еще:  Способы гидроизоляции подвала изнутри

Из таблицы 2 хорошо видно, что пенопласт толщиной 100 мм может полностью заменить другие строительные материалы стен в южных и средних регионах, так как такая конструкция соответствует современным требованиям нормативной документации (СНиП 23-02-2003). Материал толщиной 5 см и 2 см может применяться для дополнительного утепления существующих зданий из кирпича или бетона, так как ограждающие конструкции этих зданий не соответствуют современным требованиям по энергосбережению. При этом утеплитель толщиной 2 см зачастую целесообразно использовать для отделки стен изнутри помещения, это дешевле, чем выполнять наружные работы, и не отнимет много места от пространства комнаты.

Вернуться к оглавлению

Основные марки пенопласта

После вспенивания полистирола сырье для готовых изделий загружается в емкость. В нее нагнетают пар под давлением. Гранулы вспениваются и насыщаются воздухом. На следующем этапе происходит сушка готовых гранул от влаги, для этого применяют горячий воздух.

При сушке гранулы периодически встряхивают. Готовые гранулы помещаются в бункеры, которые откалиброваны по маркам пенопласта. Формовка происходит под давлением. При формовке получают следующие виды пенопласта, которые отличаются по плотности:

  • ПСБ-С-15;
  • ПСБ-С-25;
  • ПСБ-С-35;
  • ПСБ-С-50.

Последняя цифра в маркировке определяет плотность пенопласта для утепления. Многие застройщики не знают, что такое удельный вес пенопласта. Плотность (удельный вес) – это масса изделия в его объеме. Плотность полистирола марки ПСБ-С-15 составляет 15 кг/м³. Соответственно, один кубический метр плит полистирола ПСБ-С-15 весит 15 кг.

Возникает вопрос, как определить самостоятельно плотность пенопласта без специального оборудования. Сделать это легко: нужно рассчитать кубатуру готового изделия и взвесить его на весах. Для предъявления претензий магазину необходимо иметь на руках акт государственной поверки весов. Взвешивание можно провести прямо в магазине или на строительном складе поставщика материалов. Такой технический расчет плотности пенопласта будет наиболее оптимальным.

Изделие с низкой плотностью обладает меньшей прочностью на сжатие. Оно не способно противостоять ударным и статическим нагрузкам. Фасад можно испортить при уборке снега или листвы. Последующее восстановление покрытия и покрасочные работы потребуют дополнительных расходов. Однако низкая плотность пенопласта гарантирует меньшую стоимость при тех же теплоизоляционных свойствах. Выбор плотности основывается на сфере применения каждой марки изделия.

ПСБ-С -15

Эта марка обладает наименьшей прочностью на сжатие при линейной деформации 10% (не менее 0,04 МПа). Предел прочности пенопласта ПСБ-С-15 при изгибе не должен быть ниже 0,07 МПа.

Плиты ПСБ-С-15 обеспечивают хорошую теплоизоляцию. Пенопласт, плотность которого не более 15 кг/м³, имеет теплопроводность 0,036 Вт/(м.к). Этот тип утеплителя применяют для изоляции ненагруженных конструкций и плоскостей, таких как фасады зданий, крыши, потолки, фронтоны.

ПСБ-25

Марки пенопласта с объемным весом 25 кг/м³ являются наиболее популярными у частных застройщиков. Средние по плотности плиты сочетают в себе приемлемую цену, хорошие теплоизоляционные характеристики. Этот тип отличается универсальностью и неплохо себя зарекомендовал при утеплении различных конструкций.

Объемный вес пенопласта находится в пределах 15-25 кг/м³. Теплопроводность пенопласта с объемным весом 25 кг/м³ должна быть меньше 0,033 Вт/(м.к). Показатель линейной деформации не должен быть ниже 0,15 МПа. Предел прочности при изгибе – 0,32 МПа.

ПСБ-С-35

Плиты ПСБ-С-35 имеют достаточно большую сферу применения. Плотность пенополистирола ПСБ-С-35 должна быть в пределах 25-35 кг/м³. Такой утеплитель прослужит до 40 лет. Он менее хрупкий, чем ПСБ-С-15 и ПСБ-С-25. Прочность и долговечность достигаются за счет более тесной связи молекул стирола.

Теплопроводность полистирола с объемным весом 35 кг/м³ должна быть меньше 0,033 Вт/(м.к). Предел прочности при изгибе – 0,38 МПа, показатель линейной деформации – 0,26 МПа. Это твердый и прочный материал.

Читать еще:  Особенности обрешетки крыши

ПСБ-С-50

ПСБ-С-50 – это плотный пенопласт, который способен противостоять механическим и ударным нагрузкам. Его применяют для теплоизоляции:

  • фундаментов;
  • свайных оснований;
  • полов промышленных предприятий;
  • обогреваемых дорог, паркингов и стоянок;
  • обшивки судов и плавающих средств.

Пенополистирол плотность 45-50 кг/м³ поставляется под заказ ввиду низкого спроса и высокой стоимости.

Теплопроводность такого материала должна быть меньше 0,033 Вт/(м.к). Показатель линейной деформации приближается к 0,38 МПа. Предел прочности при изгибе – 0,42 МПа. Это самый плотный материал.

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.

Формы выпуска

Плотность материала выступает определяющим фактором при разделении пенопласта на марки. Она напрямую влияет на показатели прочности и теплопроводности. Технические характеристики отдельных марок помогут определиться со сферой использования материала:

  • Маркировка ПСБ-С 15 принадлежит плитам с самой малой плотностью, которая составляет 15 кг на м3. Такие плиты пенополистирола чрезвычайно легкие, применяются для утепления бытовок и строительных вагончиков, т.е. в местах временного пребывания людей.
  • Большей популярностью пользуется марка ПСБ-С 25, где плотность, соответственно, составляет 25 кг/м3. Сфера применения – утепление фасадов зданий, полов, в качестве теплоизоляции кровли.
  • Пенопласт ПСБ-С 35 обладает плотностью 35 кг на кубический метр. Высокие технические характеристики пенополистирола с маркировкой 35 востребованы в процессе производства ж/б конструкций и сэндвич панелей.
  • Чрезвычайно плотной структурой обладает пенопласт 50. За счет этого плиты активно используется при обустройстве полового покрытия в холодильных складах, строительстве дорог.

Анализируя таблицы с техническими характеристиками, можно сделать вывод о целесообразности приобретения плит пенополистирола с целью утепления стен плотностью 25 и 35 кг/м3. Причем для внутреннего утепления будет достаточно плотности 25, а для отделки снаружи лучше воспользоваться пенопластом 35.

При выборе материала для утепления стен, имеет значение толщина пенопласта. Точных рекомендаций дать невозможно. Выбор зависит от ряда сопутствующих факторов, куда входят:

  • Климатические условия региона, где расположена постройка.
  • Материал, используемый для возведения стен. Зачастую стены строения состоят из нескольких слоев, различных по своим техническим характеристикам. Поэтому требуется определить суммарный показатель.
  • Плотность плиты пенополистирола, которая определяется маркировкой.

Обычно, по совокупности факторов, при необходимости утепления внутренних стен применяют пенопласт 50 мм, использование пенопласта 100 мм больше востребовано при наружных работах.

Теплосопротивление материалов

Кладка из красного кирпича, толщина стены 0,25 м. (в один кирпич)0,36
Кладка из красного кирпича, толщина стены 0,38 м. (полтора кирпича)0,53
Кладка из силикатного кирпича, толщина стены 0,25 м. (в один кирпич)0,30
Кладка из силикатного кирпича, толщина стены 0,38 м. (полтора кирпича)0,44
Кладка из газо-пеноблоков, толщина стены 0,2 м.0,69
Кладка из газо-пеноблоков, толщина стены 0,3 м.0,81
Брус деревянный, 100 мм.0,71
Брус деревянный, 150 мм.1,07
Металл 0,5 – 1,0 мм. (ангары, павильоны, строит. вагончики, крыши домов)0,1
Читать еще:  Основные правила и способы кирпичной кладки

Из таблицы следует, что в соответствии с требованиями СНиП толщина стен жилого дома должна быть:

Исполнение данных условий в современной действительности абсолютно нереально. Вот почему использование утеплителей сегодня – вынужденная необходимость. Чем ниже коэффициент теплопроводности утеплителя, тем меньше его слой.

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.

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.

  • Долговечность.

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.

Теплозащитная способность стены и сопротивление теплопередаче зависят от теплопроводности каждого строительного материала в толще конструкции, общее сопротивление теплопередаче представляет собой их сумму.

Рассчитать, какая ориентировочная толщина утеплителя нужна для теплоизоляции наружной стены, чердачного перекрытия, плоской кровли, пола можно используя онлайн-калькулятор или самостоятельно — по формуле расчета коэффициента сопротивления теплопередаче:

где R – расчётное сопротивление теплопередаче строительной конструкции (стены, перекрытия, пола, крыши),

δ1, δ2, … δn – толщина, м, 1, 2, … n-ого слоя соответственно. Толщина теплоизоляции обозначается через Х и находится из решения неравенства. Округляется в бóльшую сторону.

λ1, λ2,… λn – коэффициент теплопроводности, Вт/(м °С), 1, 2, … n-ого слоя соответственно, зависит от типа и плотности материала (смотрите таблицу 2),

αв = 8,7 Вт/(м2 °С) – теплоотдача поверхности конструкции внутри помещения,

αн – коэффициент теплоотдачи внешней поверхности:

  • для наружных стен и плоских кровель αн = 23 Вт/(м2 °С),
  • для перекрытия чердака, наружных стен с вентилируемым фасадом αн = 12 Вт/(м2 °С),

Rнорм – нормативная величина сопротивления теплопередаче строительной конструкции:

  • для наружной стены Rнорм = 3,2 (м2 °С)/ Вт,
  • для совмещённого покрытия, перекрытия чердака Rнорм = 6,0 (м2 °С)/ Вт.

По рассчитанной толщине подбирают стандартный размер утеплителя из каталога теплоизоляционных материалов.

Тепла Вашему дому!

Понравилась статья — поделись с друзьями в соц сетях, сделай доброе дело!

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector