Теплопроводность и плотность пеноплэкса, сравнение с пенополистиролом ПСБ
Представлена сравнительная таблица значений коэффициента теплопроводности, плотности пеноплэкса и пенополистирола ПСБ различных марок в сухом состоянии при температуре 20…30°С. Указан также диапазон их рабочей температуры.
Теплоизоляцию пеноплэкс, в отличие от беспрессового пенополистирола ПСБ, производят при повышенных температуре и давлении с добавлением пенообразователя и выдавливают через экструдер. Такая технология производства обеспечивает пеноплэксу закрытую микропористую структуру.
Пеноплэкс, по сравнению с пенополистиролом ПСБ, обладает более низким значением коэффициента теплопроводности λ, который составляет 0,03…0,036 Вт/(м·град). Теплопроводность пеноплэкса приблизительно на 30% ниже этого показателя у такого традиционного утеплителя, как минеральная вата. Следует отметить, что коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ в зависимости от марки находится в пределах 0,037…0,043 Вт/(м·град).
Плотность пеноплэкса ρ по данным производителя находится в диапазоне от 22 до 47 кг/м 3 в зависимости от марки. Показатели плотности пенополистирола ПСБ ниже — плотность самых легких марок ПСБ-15 и ПСБ-25 может составлять от 6 до 25 кг/м 3 , соответственно.
Максимальная температура применения пенополистирола пеноплэкс составляет 75°С. У пенопласта ПСБ она несколько выше и может достигать 80°С. При нагревании выше 75°С пеноплэкс не плавится, однако ухудшаются его прочностные характеристики. Насколько при таких условиях увеличивается коэффициент теплопроводности этого теплоизоляционного материала, производителем не сообщается.
| Марка пенополистирола | λ, Вт/(м·К) | ρ, кг/м 3 | tраб, °С |
|---|---|---|---|
| Пеноплэкс | |||
| Плиты Пеноплэкс комфорт | 0,03 | 25…35 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Фундамент | 0,03 | 29…33 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Кровля | 0,03 | 26…34 | -100…+75 |
| Сегменты Пеноплэкс марки 35 | 0,03 | 33…38 | -60…+75 |
| Сегменты Пеноплэкс марки 45 | 0,03 | 38…45 | -60…+75 |
| Пеноплэкс Блок | 0,036 | от 25 | -100…+75 |
| Пеноплэкс 45 | 0,03 | 40…47 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Уклон | 0,03 | от 22 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Фасад | 0,03 | 25…33 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Стена | 0,03 | 25…32 | -70…+75 |
| Пеноплэкс Гео | 0,03 | 28…36 | -100…+75 |
| Пеноплэкс Основа | 0,03 | от 22 | -100…+75 |
| Пенополистирол ПСБ (пенопласт) | |||
| ПСБ-15 | 0,042…0,043 | до 15 | до 80 |
| ПСБ-25 | 0,039…0,041 | 15…25 | до 80 |
| ПСБ-35 | 0,037…0,038 | 25…35 | до 80 |
| ПСБ-50 | 0,04…0,041 | 35…50 | до 80 |
Следует отметить, что теплоизоляция пеноплэкс благодаря своей закрытой микропористой структуре практически не впитывает влагу, не подвергается воздействию плесени, грибков и других микроорганизмов, является экологичным и безопасным для человека утеплителем.
Кроме того, экструдированный пенополистирол пеноплэкс обладает достаточно высокой химической стойкостью ко многим используемым в строительстве материалам. Однако некоторые органические вещества и растворители, приведенные в таблице ниже, могут привести к размягчению, усадке и даже растворению теплоизоляционных плит.
Как плотность пенопласта влияет на его стоимость
Производство пенопласта.
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.
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.
Особенности теплопроводности
Пенополистирол хорошо сохраняет не только тепло, но и холод. Такие возможности объясняются благодаря его строению. В состав этого материала конструктивно входит огромное количество герметичных многогранных ячеек. Каждая имеет размер от 2 до 8 мм. И внутри каждой ячейки есть воздух, в составе 98%. Именно он и служит отличным теплоизолятором. Оставшиеся 2% всей массы материала приходится на полистирольные стенки ячеек.
В этом можно убедиться, если взять, например, кусок пенопласта. Толщиной 1 метр и площадью 1 квадратный метр. Одну сторону нагреть, а другую сторону оставить холодной. Разница между температурами будет десятикратная. Чтобы получить коэффициент теплопроводности, необходимо измерить количество теплоты, что переходит от теплой части листа на холодную.
Люди привыкли, постоянно интересоваться плотностью пенополистирола у продавцов. Все потому что плотность и тепло, тесно связаны между собой. На сегодняшний день современный пенопласт не требует проверки его плотности. Изготовление улучшенного утеплителя предусматривает добавление специальных графитовых веществ. Они делают коэффициент теплопроводности материала неизменным.
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.
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.
Советы по монтажу
Правильный монтаж пеноплекса будет залогом не только продолжительного срока службы, вплоть до 50 лет, но также и отличной теплоизоляции. Перед началом монтажных работ необходимо правильно подготовить поверхность, которая будет утепляться пеноплексом. Если пеноплекс будет монтироваться на кирпичную или бетонную стену, то ее необходимо хорошо осмотреть на предмет повреждений и плесени. Трещины необходимо заделать, чтобы плоскость соприкосновения с пеноплексом была однородной. Плесень счищается и производится обработка антисептиком. Также для лучшей адгезии с клеящими составами для пеноплекса необходимо нанести один или несколько слоев грунтовки.
Начало монтажных работ пеноплекса происходит с крепления опорной планки. Она фиксируется на саморезы к стене
Ее важно выставить по уровню, чтобы листы утеплителя также располагались ровно. Лучше приобретать готовые стартовые планки для пеноплекса, которые представляют собой металлическую перфорированную основу
Во время монтажа клей наносится не только на поверхность, но и на швы утеплителя, чтобы ликвидировать мостики холода.
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.
Чем отличается пенопласт от пенополистирола
Большинство любителей строить своими руками сбивает с толку терминология. Для утепления и теплоизоляции используют экструдированный пенополистирол и пенопласт различной плотности, а значит, разных марок. Эксперты и специалисты любят опускать длинное и неудобное для произношения слово «экструдированный», в результате для неспециалиста получается, что формально пенополистирол и пенопласт — одно и то же.
В обоих случаях для производства изоляции используется продукт полимеризации стирола, с небольшим количеством добавок, повышающих стойкость теплоизоляции, например, к нагреву. С точки зрения химсостава полимера разницы между пенопластом и пенополистиролом не существует.
Между тем, практика показывает — отличия есть, даже по эксплуатационным показателям:
- Пенопласт выпускается в виде массивных блоков или очень толстых листов 50-200 мм. Пенополистирол изготавливается относительно тонкими пластами 25-75 мм;
- Пенополистирольная масса отличается высокой контактной прочностью. Листы, уложенные на грунт или площадку, без последствий выдерживают вес взрослого человека;
- Пенопластовые блоки, особенно после нескольких месяцев пребывания под ультрафиолетом, легко крошатся и рассыпаются на отдельные шарики – гранулы, экструдированный материал достаточно прочен, его с трудом можно резать ножом, руками деформировать или раскрошить довольно непросто.
Кроме того, имеются отличия между пенопластом и пенополистиролом и в характеристиках, притом, довольно существенные. На них стоит взглянуть в первую очередь.
Механические и теплоизоляционные качества вспененного полистирола
По технологии пенопластовые блоки изготавливают прессовкой полистирольных гранул, имеющих вид круглых шариков в 3-5 мм диаметром. Гранулы выдувают из расплавленной тягучей массы полистирола, насыщая его фреоном, азотом или бутаном. Получается легкий окатыш, пронизанный мельчайшими пузырьками микронного размера с закрытыми стенками.
В матрице, спрессованной из гранул, намного больше воздушных пор, поэтому коэффициент теплопроводности получается ниже
Такая гранула не впитывает воду, не пропускает воздух и водяные пары. После разогрева горячим паром и прессования между пенополистирольными шариками остается свободное пространство, заполненное воздухом. Поэтому теплопроводность и прочность пенопласта отличается от экструдированного полистирола в меньшую сторону.
Будет правильным, для корректности, сравнить пенополистирол и пенопласт примерно одной категории, например, легких марок:
- Для пенопластового блока ПСБ-С25 плотность и коэффициент теплопроводности равны соответственно 15-16 кг/м3, 0,025-0,030 Вт/м*К. Прочность на изгиб — 0,18 МПа;
- Экструдированный пенополистирол марки П35, ГОСТ17177-94, те же показатели выше, плотность – 33-35 кг/м3, теплопроводность -0,028-0,030 Вт/м*К, прочность – 0,25 МПа.
Важно! Для пенопласта характеристики приведены для сухого состояния. Из-за высокой капиллярности материал отличается склонностью к поглощению водяных паров
Пенополистирольные блоки выгодно отличаются более высокой прочностью и практически нулевой впитываемостью влаги в любой форме, хотя по ГОСТу допускается поглощение воды до 0,2% в первые сутки.
Отличается и технология производства пенополистирола. По сути, это отвержденный под давлением расплав полистирола, насыщенный большим количеством газообразного фреона. Получается литой, относительно пластичный материал с огромным количеством микроскопических пузырьков, который отличается высокой прочностью и стабильными теплотехническими показателями.
Что теплее – пенопласт или пенополистирол
На первый взгляд, предпочтения нужно отдать экструдированным маркам утеплителя. Пенополистирол против пенопласта, несмотря на более высокую стоимость, выигрывает по условиям стабильности теплоизоляции в неблагоприятных условиях, при сильном обводнении и большой нагрузке.
В более-менее благоприятных условиях (стабильно низкая влажность воздуха, отсутствие жидкой воды) пенопласт отличается более высокими показателями. Одно лишь сравнение теплопроводности пенопласта и пенополистирола не дает полной картины. При выборе утеплителя для сухих помещений более рациональным показателем будет плотность теплоизоляции, а в этом случае пенопластовые блоки отличаются в лучшую сторону. Ниже плотность означает, что в теплоизоляции больше воздуха, а значит, общая теплопроводность материала будет ниже. Поэтому для экстремальных условий используем экструдированные марки пенополистирольной теплоизоляции, для защищенных от влаги поверхностей – обычный пенопласт. Для утепления стен пенопласт или пенополистирол.
Приложение А (обязательное)
Таблица А.1
Материалы (конструкции) | Эксплуатационная влажность материалов w, % по массе, при условиях эксплуатации | |
А | Б | |
1 Пенополистирол | 2 | 10 |
2 Пенополистирол экструзионный | 2 | 3 |
3 Пенополиуретан | 2 | 5 |
4 Плиты из резольно-фенолформальдегидного пенопласта | 5 | 20 |
5 Перлитопластбетон | 2 | 3 |
6 Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука «Аэрофлекс» | 5 | 15 |
7 Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука «Кфлекс» | ||
8 Маты и плиты из минеральной ваты (на основе каменного волокна и штапельного стекловолокна) | 2 | 5 |
9 Пеностекло или газостекло | 1 | 2 |
10 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные | 10 | 12 |
11 Плиты фибролитовые и арболит на портландцементе | 10 | 15 |
12 Плиты камышитовые | 10 | 15 |
13 Плиты торфяные теплоизоляционные | 15 | 20 |
14 Пакля | 7 | 12 |
15 Плиты на основе гипса | 4 | 6 |
16 Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) | 4 | 6 |
17 Изделия из вспученного перлита на битумном связующем | 1 | 2 |
18 Гравий керамзитовый | 2 | 3 |
19 Гравий шунгизитовый | 2 | 4 |
20 Щебень из доменного шлака | 2 | 3 |
21 Щебень шлакопемзовый и аглопоритовый | 2 | 3 |
22 Щебень и песок из вспученного перлита | 5 | 10 |
23 Вермикулит вспученный | 1 | 3 |
24 Песок для строительных работ | 1 | 2 |
25 Цементно-шлаковый раствор | 2 | 4 |
26 Цементно-перлитовый раствор | 7 | 12 |
27 Гипсоперлитовый раствор | 10 | 15 |
28 Поризованный гипсоперлитовый раствор | 6 | 10 |
29 Туфобетон | 7 | 10 |
30 Пемзобетон | 4 | 6 |
31 Бетон на вулканическом шлаке | 7 | 10 |
32 Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон | 5 | 10 |
33 Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией | 4 | 8 |
34 Керамзитобетон на перлитовом песке | 9 | 13 |
35 Шунгизитобетон | 4 | 7 |
36 Перлитобетон | 10 | 15 |
37 Шлакопемзобетон (термозитобетон) | 5 | 8 |
38 Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон | 8 | 11 |
39 Бетон на доменных гранулированных шлаках | 5 | 8 |
40 Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках | 5 | 8 |
41 Бетон на зольном гравии | 5 | 8 |
42 Вермикулитобетон | 8 | 13 |
43 Полистиролбетон | 4 | 8 |
44 Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат | 8 | 12 |
45 Газо- и пенозолобетон | 15 | 22 |
46 Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе | 1 | 2 |
47 Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного на цементно-шлаковом растворе | 1,5 | 3 |
48 Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного на цементно-перлитовом растворе | 2 | 4 |
49 Кирпичная кладка из сплошного кирпича силикатного на цементно-песчаном растворе | 2 | 4 |
50 Кирпичная кладка из сплошного кирпича трепельного на цементно-песчаном растворе | 2 | 4 |
51 Кирпичная кладка из сплошного кирпича шлакового на цементно-песчаном растворе | 1,5 | 3 |
52 Кирпичная кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1400 кг м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе | 1 | 2 |
53 Кирпичная кладка из пустотного кирпича силикатного на цементно-песчаном растворе | 2 | 4 |
54 Древесина | 15 | 20 |
55 Фанера клееная | 10 | 13 |
56 Картон облицовочный | 5 | 10 |
57 Картон строительный многослойный | 6 | 12 |
58 Железобетон | 2 | 3 |
59 Бетон на гравии или щебне из природного камня | 2 | 3 |
60 Раствор цементно-песчаный | 2 | 4 |
61 Раствор сложный (песок, известь, цемент) | 2 | 4 |
62 Раствор известково-песчаный | 2 | 4 |
63 Гранит, гнейс и базальт | ||
64 Мрамор | ||
65 Известняк | 2 | 3 |
66 Туф | 3 | 5 |
67 Листы асбестоцементные плоские | 2 | 3 |
Ключевые слова: строительные материалы и изделия, теплофизические характеристики, расчетные значения, теплопроводность, паропроницаемость
Технические характеристики экструдированного пенополистирола
Эксплуатационные и механические характеристики этого теплоизоляционного материала требуют особого рассмотрения.
Теплопроводность, независимо от марки, лежит в пределах от 0,03 до 0,04 Вт/(м· 0 К). Такие показатели позволяют использовать вспененный пенополистирол при утеплении любых элементов постройки, а также автострад, взлетно-посадочных полос и т.д.
Плотность плит, в зависимости от модификации материала, может быть от 20 до 50 кг/м 3 ;
Влагостойкость. Благодаря закрытой пористой структуре и химическому составу материал не разрушается под воздействием сырости, конденсата и даже прямого попадания воды
Единственным уязвимым местом являются торцевые поверхности, гидроизоляции которых следует уделить особое внимание
Безопасность для здоровья позволяет применять экструдированный пенополистирол даже в лечебных и детских учреждениях. Плиты не выделяют вредных испарений даже при высоких температурах. Кроме этого, теплоизоляционный слой, как правило покрывается слоем отделочных материалов (штукатурки, шпатлевки, гипсокартон и т.п.).
Высокие прочностные параметры. Допустимое напряжение, в зависимости от модификации колеблется от 18 до 20 т/м 2 .
Из других характеристик экструдированного пенополистирола можно отметить:
- Морозостойкость. Материал сохраняет теплоизоляционные свойства даже при -70 0 С;
- Низкую паропроницаемость, от 0,007 до 0,008 мг/(м·ч·Па);
- Антисептические свойства материала практически исключают возникновение грибковых колоний;
- Длительный срок службы. Независимо от условий эксплуатации вспененный пенополистирол гарантировано прослужит не менее 45 лет.
Такие показатели, безусловно вызовут повышенный интерес потребителей. Кроме этого немаловажным является и тот факт, что монтаж вполне возможно выполнить своими руками, а стоимость материала относительно невысока.
Экструдированный пенополистирол: характеристики, теплопроводность, плюсы, минусы
Пенополистирол с момента появления успел обрести популярность среди утеплительных материалов, столь высокое его распространение обусловлено превосходными характеристиками. Экструдированный пенополистирол представлен материалом, обладающим равномерной структурой с замкнутыми ячейками с габаритами в пределах 0,1-0,2 мм. Данный теплоизолятор отличается от традиционного пенопласта тем, что имеет более высокие прочностные характеристики и способен претерпевать значительные механические нагрузки.
Экструдированный пенополистирол используется для утепления жилых и не жилых помещений.
