Плотность теплоизоляции: Плотность утеплителя для стен, кровли, перекрытий в кг м3, на что она влияет

Плотность утеплителя для стен, кровли, перекрытий в кг м3, на что она влияет

Плотность утеплителя – это его величина массы на 1 м3 объема, которую также еще называют удельным весом. Именно она определяет методы проведения монтажа и выбор материала в целом.

Описание и влияние

Плотность – величина, которая обратно пропорциональна пористости утеплителя. Пористые материалы удерживают тепло и создают своеобразный буфер. Поэтому напрашивается вывод о том, как влияет плотность: чем больше удельный вес, тем меньшими теплоизоляционными свойствами обладает изолятор.

Наглядный пример

Например, брус из березы — 500-770 кг/м3, базальтовое волокно – 50-200 кг/м3. А коэффициент теплопроводности березы — 0,15 Вт при том же показателе волокна в 0,03-0,05 Вт. Таким образом, пористый минеральный утеплитель почти в 5 раз эффективнее удерживает тепло, чем более плотный деревянный брус.

Именно из-за удельного веса даже толстые надежные стены не всегда обеспечивают хорошую теплозащиту. Но тонкий слой утеплителя позволяет исправить эту проблему. Кроме того, низкий удельный вес дает меньшую нагрузку на конструкции: ячеистый бетон с низким коэффициентом теплопроводности в 0,1 Вт не подходит для утепления тонких стен, каркасных зданий так как его плотность составляет почти 400 кг/м3.

Плотность дает сопротивление механическим нагрузкам, поэтому изоляторы с низким удельным весом нуждаются в защитном слое. К таким материалам относится пеноизол, пенопласт и пеноплекс, а также минеральная вата.

Виды и подбор

В целом, все изоляторы можно разделить на следующие группы:

• плотные – минеральная вата под высоким давлением;
• средние – стекловата и пенополистирол;
• легкие — минеральная вата;
• очень легкие – пенопластовые плиты.

Для определения типа утеплителя нужно рассмотреть некоторые факторы.

Для отделок в жилом доме

Так, для отделки стен и пола в жилом доме лучше применять базальтовые материалы, которые отличаются не только оптимальной плотностью, но и экологичностью. Для базальтового волокна она может быть разной: для стен с облицовкой сайдингом лучше применять материал с единицей массы на единицу объема не меньше 40 и не более 90 кг/м3. Показатель этот должен расти с ростом здания: чем больше этажей, тем больше жесткость.

Материалы в 140-160 кг/м3 подходят для работ с оштукатуренными фасадами. Чаще всего используются специальные элементы с высокой прочностью на отрыв и проницаемостью пара. Когда утепление снаружи дома невозможно, то процедура проводится с внутренней стороны – здесь также влияет плотность, нужны изоляторы с ее низким показателем. В обоих случаях подходят минеральное или стекловолокно.

Для отделки крыши и пола

Так, плиты для кровельной изоляции должны быть с низким удельным весом. Но он зависит от типа кровли:

• скатная крыша требует плит в 25-45 кг/м3;
• для мансарды нужны материалы с давлением не ниже 35 кг/м3;
• плоская крыша нуждается в изоляторах, которые выдерживают хорошие механические нагрузки – снег и ветер, поэтому подойдут базальтовая вата с 150 кг/м3, пенополистирол с показателем более 35 кг/м3.

Для теплоизоляции пола используется экструдированный пенополистирол. Если изоляция проводится на лагах, то можно применять плиты минеральной ваты – жесткость не имеет особого значения, потому как давление будут принимать на себя балки. В межкомнатные стены устанавливают плиты в 50 кг/м3.

Пеноизол и полиэтилен

Пеноизол имеет одно существенное отличие от предыдущих изоляторов – он наносится в жидком виде и обладает низкой плотностью в 10 кг/м3, при этом его высокая пористость придает ему хорошие изоляционные свойства. Вспененный полиэтилен может быть с разным удельным весом – она зависит от наличия арматуры и толщины:

• рулонный материал нужен для изоляции пола — 24 кг/м3;
• для каркасных строений и изоляции холодильных установок, инженерных конструкций имеет армирование алюминиевыми листами -50-60 кг/м3.

Пеностекло

Так, пеностекло имеет коэффициент теплопроводности в 0,1 Вт и гораздо прочнее других утеплителей. Показатель плотности доходит до 400 кг/м3 и материал является очень устойчивым – подходит для внешней теплоизоляции, не требуя защитного слоя. Ячеистое стекло имеет широкую линейку материалов:

• наружное утепление — 200-400 кг/м3;
• вертикальные конструкции – 200 кг/м3;
• крыши и фундамент – 300-400 кг/м3;
• для легких и каркасных конструкций – 100-200 кг/м3.

Теплопроводность составляет 0,04-0,06 Вт и практически аналогична минеральным утеплителям.

Производители и виды

Однако современные материалы благодаря новейшим технологиям могут обладать разной плотностью при том, что изготовлены совершенно из одинакового сырья.

Волокнистое сырье

Базальтовая вата имеет в среднем показатель в 50-200 кг/м3 – диапазон широкий. Максимальное значение принадлежит вариантам, предназначенным для перекрытий и крыш.

Так, базальтовые плиты ТехноНиколь Галатель имеют удельный вес в 195 кг/м3. Базальтовая вата Дахрок от «Роквулл» в 190 кг/м3 – ее предназначение в утеплении под рулонным кровельным покрытием. Базальтовое волокно Knauf Insulation HTB с невысокой плотностью в 35 кг/м3 предназначено для каркасных конструкций и быстровозводимых строений. Минеральная вата ТехноНиколь Роклайт в 30-40 кг/м3 – это вариант облегченной изоляции, а та же компания Кнауфф производит Кнауфф НТВ в вариации плотности в 150 кг/м3.

Пено-материалы

Плотность пенопласта составляет порядка 100-150 кг/м3 — наиболее плотные плиты нужны для отделки кровли или перекрытий. Производители четко разделяют пенопластовые плиты по сфере применения, когда и удельный вес соответственно меняется. Экструдированный пенополистирол в 28-35 кг/м3 является одним из самых легких материалов и самых теплоизолирующих.

Например, ТехноНиколь Карбон Санд с показателем в 28 кг/м3 – он применяется для сэндвич-панелей, а ТехноНиколь Карбон Проф с показателем в 30-35 кг/м3 применим для изоляции стен и нагружаемых конструкций. Плиты того же производителя с плотностью в 50-60 кг/м3 используются для дорожного строительства. Пеноплекс Стена имеет дифференцированную плотность: 25 кг/м3 – для изоляции вертикальных конструкций, 47 кг/м3 – для стройки дорог.

Плотность утеплителя для стен каркасного дома

Плотность утеплителя для каркасного дома играет большую роль в процессе теплоизоляции. От этого будет зависеть не только сохранение тепла внутри помещения, но и звукоизоляция.

Каждый вид утеплителя имеет свою плотность, которая зависит от используемого материала для его изготовления, количества слоев и пр.

Давайте знакомиться.

Я более 10 лет занимается возведением каркасных домов в Московской области. А это мои завершенные проекты.

По всем вопросам строительства каркасных домов можно звонить лично мне, по телефону: +7(495) 241-00-59 — проконсультирую, рассчитаю, подскажу.

Для чего нужно знать плотность утеплителя

Плотность утеплителя для стен каркасного дома – важный показатель, который необходимо учитывать во время выбора материала. От этого зависит теплопроводность и пористость.

От теплопроводности зависит сохранность тепла внутри помещения. Чем меньше этот показатель, тем лучше. От пористости зависит устойчивость материала к деформации и теплопроводность.

От плотности зависит величина теплопроводности и пористость утеплителя. Зная ее показатель, можно быть уверенным в качестве теплоизоляции, и долговечности.

Также плотность материала указывает на гигроскопичность, прочность на сжатие, паропроницаемость, огнеустойчивость и другие важные показатели качества изделия.

Мои фото отчеты о построенных домах

Посмотрите, как я со своей бригадой возводим каркасные дома в подробных фоторепортажах

Мы не делаем секретов, показываем вам весь процесс строительства каркасного дома по шагам. 

Плотность различных видов утеплителя

Плотность – это масса 1 куб.м утеплителя. У каждого теплоизоляционного материала эта величина различна. Самая большая плотность у керамзита, минеральной ваты и пеностекла. Наименьший – у хлопковой ваты, пенопласта.

Каждый материал имеет наименьшую и наибольшую границу плотности, тем самым определяя предназначение теплоизоляционного материала.

Влияние плотности на свойства утеплителя

Плотность материала играет большую роль не только в теплоизоляции, но и в шумопоглощении, несущих способностях и варианте монтажа. В любом использованном мной материале важный составляющий – это воздух, он основной теплоизолирующий компонент.

Важно!

Чем больше воздуха в утеплителе, тем лучше теплопроводность.

Чем ниже воздухопроницаемость, тем лучше утеплитель будет поглощать шум. Высокий показатель плотности свидетельствует о лучшем поглощении шума.

Есть материала, плотность который достигает 150 кг/м3 – это очень высокий показатель, соответственно и вес утеплителя значительно увеличивается. Это создает слишком большую нагрузку на перекрытие, что негативно сказывается на состоянии постройки.

Исходя из практики, лучше подбирать теплоизоляцию со средним показателем плотности, имеющую специализированный шумопоглощающий компонент.

На участках, подвергающихся слишком большой нагрузке плотность теплоизоляции не должна быть ниже 150 кг/м3, иначе материал может деформироваться.

В некоторых случаях подойдут более легкие утеплители, например, для укладки между лагами кровли. Материал для стен должен иметь среднюю плотность, иначе со временем он деформируется.

Посетите любой из моих объектов как готовый так и строящийся

Позвоните и я вам покажу любой из моих построенных домов и все детально расскажу.

Необходимые показатели плотности

Плотность теплоизоляции я подбираю исходя из места ее установки. Например, для стен я использую материал со средним показателем, чтобы предотвратить слеживание материала. Отлично подходит базальтовая вата, имеющая низкую теплопроводность, пожароустойчива и экологически чистая.

Также учитываю и тип облицовки. Если это сайдинг, то под него кладу базальтовую вату с плотностью 40-90 кг/м3. Штукатурка сочетается со специальным видом теплоизоляции, плотность которой должна быть не менее 150 кг/м3.

Важно!

Утепление внутри помещения провожу с использованием материалов с более низкой плотностью.

При проведении кровельных работ теплоизоляцию выбираю исходя из вида крыши. Если она скатная, то плотность должны быть в пределах 30-35 кг/м3, для утепления мансарды – не менее 35-40 кг/м3.

Ваша выгода при обращении ко мне

строю сам — 100% гарантирую качество

Все работы выполняю лично, у меня своя бригада

17 лет опыта

По началу занимался кровлями, но уже более 12 лет строю каркасные дома

Стройматериалы без наценки

все материалы вам привезу по закупочной цене (сравните мои сметы)

99% довольных заказчиков
которые рекомендуют меня друзьям

за 17 лет был всего 1 гарантийный случай (исправил в течении 2 дней) Можете смело искать отзывы обо мне в интернете по названию сайта или по Степанов Михаил

Плотность минеральных ват

Минеральная вата — один из самых популярных видов утеплителя, который я часто использую. Материал бывает в рулонах, матах или плитах, каждый из который имеет свои особенности и свойства. Плотность таких изделий варьируется от 11 до 400 кг/м3.

Если провожу теплоизоляцию в многоэтажных строениях, то плотность материала выбираю от 35 до 40 кг/м3. Этого вполне достаточно для сохранения тепла внутри помещения. А вот для производственных объектов я подбираю более плотные материалы.

Важно!

Необходимую плотность минеральной ваты я рассчитываю по специальной формуле, так проще и надежнее.

Плотность зависит от вида минваты для утепления стен и других поверхностей. Самый популярный утеплитель –Изовер, которая имеет множество видов, различных по плотности. Самая маленькая – 11 кг/м3, большая – 90-144 кг/м3.

Для утепления легких покрытий, перегородок, мансард и т.п. подойдет Изовер Классик, Каркас П32 или 34 и др. Если необходимо провести теплоизоляцию скатной кровли, стен с вентиляционным зазором, то потребуется утеплитель для стен и других поверхностей с плотностью не менее 50 кг/м3, а именно, жесткие плиты.

Утеплитель Урса имеет плотность от 9 до 35 кг/м3, Кнауф – 12-34 кг/м3. Они лучше подходят для теплоизоляции перекрытий и стен внутри помещения, так как имеют невысокую плотность.

Роквул – это наиболее плотный утеплитель, который использую для тепло- и звукоизоляции вентилируемых покрытий, кровли, чердака и стен. Плотность материала 20 – 200 кг/м3.

Как построена моя работа

Шаг 1.
Ваше обращение

Я вам детально рассказываю все тонкости ( отвечаю на все вопросы, помогу сделать правильный выбор и рассеять все сомнения)

Лучше что бы у вас было четкое понимание чего вы хотите, если его нет, я вам помогаю с проектированием дома

Шаг 3.
Стоимость

Подробная смета (пример сметы ссылка) на материалы и на работы. Оплачиваете все по факту выполнения ( никаких предоплат)

Шаг 4.
Строительство

Строим дом, проводим коммуникации и отделку, учитываем все ваши правки в процессе и сдаем готовый дом

Плотность пенопластов

Свою предельную плотность пенопласт получает при формовке изделия. Обозначают его ПСБ-С-15, 25, 35 или 50. Аббревиатура ПСБ расшифровывается как экспандированный пенополистирол беспрессовый, а цифра – максимальная плотность для данного вида.

Пенопласт с высокой плотностью я использую для теплоизоляции промышленных строений, инженерных коммуникаций, дорог и тротуаров, т.е. мест с большой нагрузкой. Для дома достаточно будет 25-35 кг/м3 плотности утеплителя.

Так ли важна плотность утеплителя?

Теплоизоляция – это важный этап строительства зданий. Важную роль играет степень износа материала, например, минеральная вата сильно впитывает влагу, из-за чего повышается теплопроводность, поэтому в местах с повышенной влажностью ее лучше не использовать.

При выборе утеплителя необходимо знать, на что влияет его плотность. Это и долговечность постройки, ее качество и надежность, а также множество других факторов.

мой опыт — ваши сэкономленные деньги и нервы.

Я консультирую всех кто ко мне обращается, даже если вы потом уйдете строится к другой бригаде. 
Задавайте вопросы, не стесняйтесь, я всем отвечаю —  это бесплатно 

+7(495) 241-00-59Я доступен для звонков 7/24 — буду рад вам помочь, обращайтесь!

Советы по выбору плотности базальтового утеплителя

Действующий ассортимент базальтовых утеплителей включает в себя несколько десятков разновидностей, пользующихся в коттеджном и дачном строительстве стабильно высоким спросом. Экологически безупречная базальтовая теплоизоляция может использоваться для внутренней и наружной отделки стен и перекрытий. При этом учитываются нагрузки создаваемые весом материала. Какой плотности базальтового утеплителя следует отдать предпочтение?

Плотность утеплителя определяет его вес, соответственно уровень дополнительных нагрузок на изолируемые конструкции. Отсутствие нужного запаса прочности компенсируется применением более легких теплоизоляторов.

Кровельная теплоизоляция

• Для работ по утеплению кровельных систем разработан ряд базальтовых утеплителей плотностью от 37 кг/м³.
• Помимо теплосохранения, легкая базальтовая вата обладает эффективным шумопоглощением, стабильностью рабочих характеристик на протяжении всего полувекового срока службы. Материал плохо переносит деформационные нагрузки. В сжатом состоянии его теплопроводность существенно повышается.
• Имеются исключения: отдельные разновидности легкой изоляции поставляются в торговую сеть в подпрессованном на 60% состоянии. После вскрытия упаковочной оболочки материал полностью восстанавливается в изначальном объеме с полным сохранением рабочих свойств.

Какой показатель плотности у стеновой теплоизоляции

Теплоизоляция стеновая может быть: панельной или рулонной. Выбор типа материала для работ по фасадной теплоизоляции определяется видом крепления и наличием защитно-декоративной облицовки. Плотность стенового утеплителя в пределах 110-140 кг/м³.

Менее плотный материал на вертикальных стенах под собственным весом может деформироваться и провисать.

Для навесных и панельно-штукатурных систем фасадного утепления разработаны минераловолоконные панели двойной плотности 90-140 кг/м3. Особенность этих материалов в том, что изнаночная мягкая поверхность панели хорошо копирует микрорельеф основания. В то время как плотная лицевая сохраняет изначальную форму и воспринимает на себя нагрузки от штукатурного покрытия

Руководитель

отдела продаж

В навесных теплоизолирующих фасадах, оборудованных щелевым вентиляционным зазором, плотный утеплитель позволяет исключить из конструкции ветрозащитные пленочные покрытия.

Повышенная плотность фасадной теплоизоляции позволяет использовать комбинированный клеевой и дюбельный монтаж. Фактура панелей обеспечивает хорошую адгезию по отношению к штукатурным покрытиям.

• Гидрофобизирование не позволяет утеплителю удерживать в своем объеме большое количество влаги. В лучших моделях этот показатель составляет 1,2-1,5%.
• Теплоизоляционные технологии предусматривают обустройство мембранной или любой другой гидроизоляции, защищающей от протечек или образования водного конденсата.

Минераловатная теплоизоляция высокой плотности ориентирована на эксплуатацию в условиях больших нагрузок. Тяжелые плотные панели входят в состав плоских кровельных систем. Используются для утепления бетонных стяжек и нагруженных строительных конструкций.

Таблица плотности и других характеристик базальтового утеплителя

Видео: свойства каменной ваты Роквул

Хиты продаж базальтового утеплителя

Почему так важно сохранить паропроницаемость утепленных конструкций?

Независимо от плотности базальтовые утеплители обладают хорошей паропроницаемостью. Переход точки росы в объем теплоизоляции обеспечивает стенам и перекрытиям более комфортные условия эксплуатации. Для полного и своевременного удаления влаги используются вентилируемые конструкции типа — навесного фасада или паропроницаемые штукатурные покрытия.

Блокирование природного паро-газообмена в стенах может иметь негативные последствия, включая ухудшение микроклимата в доме и снижение комфортности проживания его обитателей.

Мы поможем вам правильно выбрать и купить строительные материалы и команда настоящих профессионалов окажет строительные услуги в самые короткие сроки и по приемлемой стоимости!

куда, какой плотности и как его ставят

          Если читать описание этапов строительства дома на разных сайтах, то этапа «утепление» или нет или написано в составе раздела возведения стен очень коротко. Словом, прорабы не придают этому важному делу какого-то значения.

           Как правило, строители применяют утеплитель самого низкого качества, минимальной толщины, и минимальной плотности, и в кровле, и в стенах.

            В результате, через год – полтора проживания в таком доме вы чувствуете зимой недостаток тепла. Однако не все застройщики такие доверчивые и полностью полагаются на «опыт прорабов». Одним из них являетесь Вы — раз читаете эту статью.

Для начала нужно понять, почему заводы производят теплоизоляцию разной толщины и разной плотности.  Плотность — это вес 1 кубического метра материала. Например, плотность:

— воды 1000 кг/м3;
— воздуха 1,3 кг/м3;
— древесины 500÷700 кг/м3;
— кирпича 1500÷1700 кг/м3;
— базальтового камня 2800 кг/м3;
— утеплителя из базальтовых волокон от 25 до 200 кг/м3.

        Лучше всего утеплитель удерживает тепло в доме при плотности от 40 до 100 кг/м3.

            Главный показатель утеплителя – его теплопроводность.

Это показатель того, хорошо или плохо изоляционная плита удерживает тепло в доме. При одинаковой толщине при плотности 90 кг/м3 утеплитель будет лучше удерживать тепло, чем плита с плотностью 40 кг/м3.

           Второй важный показатель теплоизоляции толщина утепления дома. 

Исходя из многолетнего опыта европейских стран, Америки и Канады, можно рекомендовать установку и монтаж утеплителя в кровлю и стены жилых строений.        

Обычно утепление дома начинают с кровли. В доме с мансардой на обрешётку, которая крепится к нижней части стропильной ноги кладут теплоизоляционные плиты плотностью не менее 40 кг/м3, толщиной 150 мм или 200 мм в зависимости от высоты стропильной ноги.        

Снизу к стропильной ноге крепится плёнка – парогидроизоляция. Сверху на утеплитель кладётся диффузионная (дышащая) плёнка, которая пропускает насыщенный влагой воздух вверх, а обратно ничего не пропускает.        

Дома строят из разных материалов: деревянный брус, кирпич, пенобетон, керамзитобетон, газосиликат.        

Деревянные и кирпичные дома с большой толщиной стен как правило не утепляют, чтобы сохранить внешний вид фасада.       

Но если толщина стен небольшая, то утепление необходимо, чтобы создать комфортность проживания и меньше тратить денег на отопление. Для вентилируемых фасадов рекомендуется установка теплоизоляционных плит плотностью 80÷90 кг/м3. Толщина установки утеплителя 100 мм.

Как правило, к стене крепится деревянный брусок 50 х 50 мм с разбежкой под размер плиты, вовнутрь вставляется теплоизоляционная плита толщина 50 мм. Далее перпендикулярно на первый брусок с утеплителем устанавливается второй такой же брусок и опять между брусками укладывается утеплитель.           

Через толщу теплоизоляции длинным сверлом в деревянной или кирпичной стене делаем отверстия, глубиной 5 см. В эти отверстия вставляем пластиковые крепёжные грибки, чтобы они прижимали утеплитель к стене. Вставляем в грибок пластиковый гвоздь — распорку. Назад грибок вы уже не вытащите.           

Далее к наружной части бруска степлером крепите ветрозащиту. На ветрозащиту ставится вертикально по отношению к земле еще один брусок и на него крепится сайдинг – виниловый, деревянный или другой. 

Теплопроводность и плотность теплоизоляции. Максимальная рабочая температура

Плотность и теплопроводность теплоизоляции в виде плит и сегментов

В таблице даны значения плотности и температурная зависимость теплопроводности теплоизоляции, формованной в виде плит, сегментов и др., а также их предельная рабочая температура.

Плотность теплоизоляции, теплопроводность и температура указаны для такой теплоизоляции, как: диатомовые сегменты, совелитовые сегменты и скорлупы, ньювелевые скорлупы, асбоцементные сегменты, вулканитовые плиты, вермикулитовые скорлупы, пенобетонные сегменты, пеностеклянные плиты, пробковые сегменты, торфяные сегменты, минераловатные сегменты, альфоль из гладких листов (сегменты), альфоль гофрированный (сегменты), шариковая изоляция засыпкой в сегменты, стерженьковая теплоизоляция засыпкой в сегменты (фарфоровые прутики диаметром 0,5 мм).

Наиболее легкая теплоизоляция — альфоль, по данным таблицы имеет плотность 200 кг/м³ и максимальную рабочую температуру до 500°С. К высокотемпературной теплоизоляции (до 2000°С) относятся шариковая и стерженьковая теплоизоляция. Однако, такая теплоизоляция имеет высокую плотность и низкую теплопроводность, равную 0,23…0,39 Вт/(м·град). Теплопроводность теплоизоляции зависит от температуры. В таблице представлены формулы температурной зависимости теплопроводности теплоизоляции и ее предельная рабочая температура.

Примечание: для расчета коэффициента теплопроводности по зависимостям в таблице, необходимо температуру подставлять в градусах Цельсия.

Плотность теплоизоляции и теплопроводность ее тонких слоев

В таблице представлены значения плотности теплоизоляции и теплопроводности тонких слоев некоторых теплоизоляционных материалов при комнатной температуре. Рассмотрены следующие материалы: бакелитовый лак, пластмасса «Буна», гетинакс, резина, текстолит, замазка Менделеева, асбест, полихлорвиниловая ПВХ пленка, бумага, компрессная клеенка, микропористый эбонит с пористым наполнителем, картон, бумажный войлок, замша, шерстяная ткань, сукно, минеральный войлок, пористая резина, войлок шерстяной, губка.

Теплоизоляцией с минимальной плотностью 120 кг/м³ является минеральный войлок, его теплопроводность равна 0,046 Вт/(м·град). Немногим меньшую теплопроводность, равную 0,044 Вт/(м·град), имеет губка с плотностью 160 кг/м³.

Плотность теплоизоляции, максимальная рабочая температура и теплопроводность

Приведена таблица значений плотности теплоизоляции, максимальной рабочей температуры и теплопроводности в зависимости от температуры строительных теплоизоляционных материалов при атмосферном давлении.

Плотность, температура и теплопроводность указаны для следующих материалов: альфоль, асбестовый матрац, асбестовая ткань, асбестовермикулитовые изделия, вермикулит, войлок, вулканитовые изделия, диатомитовые изделия, известково-кремнеземистые изделия, мастика, мастичные материалы, маты и полосы из стекловолокна, минеральная вата, пенодиатомитовые изделия, кирпич ПД-350, ПД-400, перлит, перлитовые изделия, перлитоцементные изделия, пенобетон, пенобетонные изделия, пенопласт ФРП-1, резопен, совелитовые изделия, торфоплиты, сегменты, скорлупы, холст стекловолокнистый ВВ-Г, холсты из микроультрасупертонкого штапельного волокна горных пород.

Необходимо отметить, что к теплоизоляции с высокой рабочей температурой (до 900°С) относятся такие материалы, как: вермикулит, диатомитовые изделия, пенодиатомитовые и перлитовые изделия.

Примечание: будьте внимательны! Теплопроводность теплоизоляции в таблице указана в степени 10³. Не забудьте разделить на 1000. Для расчета коэффициента теплопроводности по зависимостям в таблице, необходимо температуру подставлять в градусах Цельсия.

Источники:
1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.

Плотность утеплителя (пенополистирол, минвата, полиэтилен): сравнение характеристик, цены

Эффективность применения того или иного теплоизоляционного материала определяется более его структурой, чем толщиной укладываемого слоя (как полагают люди, не совсем компетентные в строительной и ремонтной сфере). Грамотный выбор утеплителя во многом зависит от знания не только его плотности, но и на что влияет данный параметр в конкретных условиях. Рациональный подход к приобретению продукции этой группы позволяет в ряде случаев существенно упростить технологию работ и снизить их конечную цену. Плотность теплоизоляции (равно как и любых иных) измеряется в кг/м3. Поэтому далее – лишь численные обозначения этой характеристики.

Оглавление:

1. На что может влиять плотность?
2. Обзор утеплителей
3. Цена популярных марок

Искать прямую связь между такими параметрами, как плотность и теплопроводность, не совсем правильно. Большое значение имеет сама структура материала. К примеру, если для базальтовой ваты зависимость обозначенных характеристик наблюдается, то относительно пенополистирольных плит такого не скажешь. Уровень их теплопроводности практически не меняется, в то время как разница в прочности модификаций данного утеплителя присутствует.

При выборе варианта теплоизоляции конструкций следует обращать внимание на такой показатель используемой продукции, как пористость. Именно степень концентрации пузырьков воздуха в структуре образца напрямую отражается на его теплопроводности. Получается, что купить и смонтировать любой утеплитель – априори не означает эффективно решить проблему снижения теплопотерь сооружения.

На что влияет плотность?

Самый первый вывод, который можно сделать, если вспомнить уроки физики. Базальтовая вата не оказывает существенной нагрузки на конструктивные элементы, поэтому и является одним из распространенных и универсальных утеплителей. Пенобетон же, который нередко применяется для устройства теплоизоляции, использовать следует с «оглядкой». Его плотность – порядка 400, поэтому для сооружений каркасных (или иных построек легкого типа) он явно не подходит.

• Расчетная толщина слоя.

Утеплители высокой плотности, за редким исключением, не обеспечивают качественной теплоизоляции. Следовательно, повышается расход материала и конечная цена отделки.

• Прочность слоя.

Плотность минераловатного утеплителя невысокая, поэтому дальнейшее оформление поверхности производится лишь с помощью ограждающей конструкции – обрешетки – в ячейки которой и укладываются образцы (рулонные, плитные, в виде матов). И лишь после этого можно заниматься «финишной» отделкой. Если же взять пеностекло, то прочность довольно высокая, и его получится монтировать повсюду без какой-либо дополнительной защиты.

• Качество звукоизоляции.

Однозначно нельзя сказать, что по этому показателю базальтовая вата хуже, чем пенополистирол. Сейчас имеется множество модификаций продукции, которая при большой пористости обеспечивает надежную защиту здания от посторонних шумов. Например, Роквул Лайт Баттс на основе каменной ваты.

• Удобство работы.

Один из показателей, по которому подбирается, например, утеплитель для кровли – эластичность материала. Такую продукцию несложно уложить в любую ячейку обрешетки или между стропилами, даже если размеры и не совпадают. Это объясняет, почему для теплоизоляции верхней части строений в основном используется базальтовая вата (Изорок, Технониколь, Роквул и ряд иных марок). В то же время в качестве утеплителя для стен чаще применяются плитные образцы пенополистирола. Их можно крепить методом «посадки» на клей, а дальнейшую отделку производить в том числе и оштукатуриванием.

Вывод: покупать утеплитель, ориентируясь лишь на его прочность – не лучшее решение. Необходимо изучить все характеристики, сопоставить их численные значения, учесть специфику монтажа и принять к сведению рекомендации производителя. Только комплексный подход к выбору продукции позволит обеспечить действительно эффективную теплоизоляцию строения.

Сравнение утеплителей

1. Пенопласт. Как правило, в виде плит пенополистирола. Его плотность – от 80 до 160. Такой материал чаще применяется там, где требуется обеспечить достаточную жесткость покрытия. Варианты – утеплитель для стен, полов (под ламинат или аналогичную продукцию), реже – для кровли и трубных магистралей.

2. Минеральные ваты. Они более универсальны в монтаже, так как утеплителями с параметром 50 – 200 кг/м3 могут отделываться любые конструктивные элементы. Этот материал на основе волокон базальтовых пород выпускается в различных модификациях. Есть варианты в виде рулонов (до 15 м), матов и плит. Целесообразность приобретения не в последнюю очередь определяется спецификой укладки. Наиболее известные бренды – Технониколь, Кнауф, Изорок и ряд других.

3. Полиэтилен вспененный. В основном для утепления полов (или в качестве подложки), плотностью до 25. Если для внутренних стен, то, как правило, используются образцы с фольгированием (55±5 кг/м3).

Такие варианты, как пеноизол и пеностекло, в частном секторе применяются значительно реже, поэтому и не рассматриваются в этой статье. В интернете встречаются рекомендации, как выбирать утеплитель для фасада, кровли и так далее. Такие полезные советы не следует трактовать однозначно. Они – лишь общего характера, и не учитывают особенности климата региона, материал основы (а значит, его теплопроводность), специфику монтажа и ряд иных факторов. Все расчеты делаются индивидуально, для конкретного строения или отдельной его конструктивной части.

Стоимость

Дата: 29 июля 2016

Что действительно важно при выборе теплоизоляции

Выбор теплоизоляционного материала при строительстве дома, коттеджа, да и любого жилого здания в последние годы перестал быть проблемой. Приход на рынок новых технологий и современных теплоизоляционных материалов существенно упростил эту задачу. Однако даже если возведением или ремонтом вашего дома занимается строительная бригада, проконтролировать все фазы работ отнюдь не будет лишним.

Без теплого дома и жизнь не в радость

Важным этапом работ является утепление всего здания. А чтобы дом был комфортным для проживания круглый год, необходимо правильно выбрать утеплитель для кровли, пола, стен или фасадов по своему назначению и характеристикам (таким как теплопроводность, долговечность, негорючесть, механические характеристики, экологичность) и грамотно его установить.

Кстати, еще об одной характеристике — плотности. Бывает, что этот показатель принимается во внимание при выборе материала для теплоизоляции, что неправильно.

Плотность теплоизоляции — технологический, а не эксплуатационный параметр. Вследствие существенных различий в технологии производства теплоизоляции требуемые механические характеристики изделий одинакового назначения при использовании минеральной ваты на основе каменного сырья обеспечиваются при значительно более высокой плотности, чем для изделий на основе стекловолокна.

Это не хорошо и не плохо, такова природа вещей. Если уж рассуждать строго, то большая плотность скорее недостаток, чем достоинство: увеличиваются расходы на транспортировку материалов, растет нагрузка на несущие конструкции здания, требуется больше крепежа, а это увеличивает тепловую неоднородность конструкции, лишние расходы и т.д.

— Плотность никак не влияет на требования, которые предъявляются к материалу для теплоизоляции, — рассказывает ведущий специалист отдела сертификации ISOVER Владимир Оськин. — И никоим образом не характеризует качество материала. Плотность у разных теплоизоляционных материалов разная и в соответствии с европейскими нормативными документами не является определяющей технической величиной в отношении теплоизоляции.

Поэтому, выбирая теплоизоляционный материал (ТИМ) по совету соседа, прораба или по привычке, помните, что главным критерием выбора утеплителя все-таки является не плотность, а его эксплуатационные свойства: теплопроводность, механическая прочность, упругость, формостабильность, долговечность, пожарная и экологическая безопасность.

Вся суть — в теплопроводности

При разной плотности материалы могут иметь одинаковую теплопроводность. А чем ниже теплопроводность — тем материал лучше сохраняет тепло.

Стоит отметить, что если утеплять дом с наружной, лицевой, стороны, то эффективность этих работ значительно выше, чем при утеплении внутри помещения. Тем более что внутренняя теплоизоляция сокращает полезную площадь помещения. Не стоит забывать и об утеплении оконных проемов и входных дверей. Только комплексная теплоизоляция принесет ощутимый результат.

Рассмотрим основной теплоизоляционный материал, который в отечественном строительстве получает все большую популярность. Речь идет о минеральной вате.

— В советские времена для утепления использовали «стекловату» и «шлаковату». Но те материалы, в частности «стекловата», ничего общего с современными ТИМ не имеют, — утверждает Владимир Оськин, добавляя: — В прежние годы стекловата состояла из коротких и толстых волокон, связанных карбамид-формальдегидным связующим. По прошествии нескольких лет такое связующее деградировало, и вата осыпалась. Так и появился на свет стереотип относительно низкого качества и вредности всех без исключения утеплителей.

Развеиваем мифы

С приходом на отечественный рынок иностранных компаний с современными технологиями и материалами ситуация стала меняться. Хотя практически все производители, в том числе и ISOVER, столкнулись с бытующими у потребителя мифами о плохом качестве и неэкологичности утеплителей из минеральной ваты.

Какова же ситуация на самом деле? Новая технология TEL позволяет выпускать на российском рынке минеральную вату ISOVER на основе стекловолокна с длинными волокнами толщиной 6 микрон, что в 20 раз тоньше человеческого волоса.

В качестве связующего применяются современные долговечные и экологически безопасные полимерные смолы. Это обеспечивает упругость материалу, что гарантирует формостабильность и устойчивость теплоизоляции в конструкции без дополнительных крепежей в течение десятилетий.

Сколько утеплитель продержится и пылит ли он

Еще один показатель, который интересует потребителей, это срок службы теплоизоляции. Сегодня нет общепризнанной методики для оценки этого параметра. Работы в этом направлении только ведутся в российских НИИ. Тем не менее подобные исследования производители ТИМ проводят экспериментально-лабораторно. Суть их сводится к следующему.

Материал увлажняют до максимально допустимых значений в конструкции (8%) и подвергают цикличному замораживанию и оттаиванию, из расчета, что за год конструкция дважды подвергается подобным экзекуциям.

Испытания показали, что минеральная вата выдержит весь срок жизни дома: от 50 до 100 лет при грамотной установке.

Есть еще один аспект долговечности утеплителей. Впрочем, он более актуален для скатных кровель или навесных фасадных систем с воздушным зазором. Это эмиссия волокна под воздействием потока воздуха. Бытует мнение, что при таком условии из материала начнут вылетать частички волокна, — проще говоря, он будет пылить. Стоит опровергнуть и это заблуждение. На сегодняшний день есть методика и утвержден российский стандарт, разработанный в НИИ строительной физики РААСН.

Все производители минеральной ваты проходили испытания согласно требованиям этого документа и получили заключение: при обдуве воздухом со скоростью 13 м/сек в навесной фасадной системе с воздушным зазором эмиссии волокна нет. И это при том, что в ходе испытаний материал предварительно старился, и только после этого подвергался ветровым нагрузкам.

Сегодня мы коснулись лишь основных, на наш взгляд, критериев оценки и выбора минеральной ваты. Будем надеяться, что эта информация, поможет при выборе теплоизоляции. Но и консультация с опытным специалистом никогда не повредит.

Владимир РЕЧМЕНСКИЙ

Влияние колебаний температуры и плотности на теплопроводность изоляционных материалов из полистирола в климате Омана

Обзор факторов, влияющих на теплопроводность строительных изоляционных материалов

https: // doi.org / 10.1016 / j.jobe.2021.102604Получить права и содержание

Основные моменты

•

Рассмотрены факторы, влияющие на теплопроводность строительных изоляционных материалов.

•

Температура, влажность и плотность являются наиболее важными факторами.

•

Другие факторы включают толщину, скорость воздуха, прессование и время старения.

•

Представлена ​​взаимосвязь основных факторов с теплопроводностью.

•

Неопределенность относительно теплопроводности обычно используемых изоляционных материалов.

Реферат

Решение вопроса о традиционном потреблении энергии и поиск подходящих альтернативных ресурсов являются жизненно важными ключами к политике устойчивого развития. В последние годы было разработано множество различных теплоизоляционных материалов для повышения энергоэффективности и уменьшения ущерба окружающей среде. Эти продукты подтвердили свою полезность в зданиях благодаря своим преимуществам, таким как низкая плотность, высокое тепловое сопротивление и экономическая эффективность.Эффективность теплоизоляции зависит от их теплопроводности и способности сохранять свои тепловые характеристики в течение определенного периода времени. В этом исследовании представлены факторы, влияющие на коэффициент теплопроводности трех основных групп, включая традиционные, альтернативные и новые современные материалы. Наиболее распространенными факторами являются влажность, разница температур и насыпная плотность. Другие факторы объясняются в некоторых зависимых исследованиях, таких как скорость воздушного потока, толщина, давление и старение материала.Также была обобщена взаимосвязь между значениями теплопроводности со средней температурой, влажностью и плотностью, которые были получены в результате экспериментальных исследований. Наконец, неопределенность в отношении значения теплопроводности некоторых распространенных изоляционных материалов также рассматривается как основа выбора или проектирования продуктов, используемых в ограждающих конструкциях зданий.

Ключевые слова

Строительные изоляционные материалы

Теплопроводность

Факторы влияния

Разница температур

Влажность

Плотность

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2021 Авторы.Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Микропористые пенопласты PMMA с низкой плотностью и изменяемой структурой с улучшенными теплоизоляционными и механическими свойствами при сжатии

https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2017.08 .025Получить права и содержание

Основные

•

Пенопласты ПММА с широко регулируемой ячеистой структурой производятся с использованием вспенивания CO ₂ .

•

Изготовленные пенопласты из ПММА могут иметь теплопроводность всего 29.9 мВт / м К.

•

Получено независимое влияние размера ячеек на лучистую теплопередачу пены.

•

Получены независимые эффекты как размера ячеек, так и доли пустот на механические свойства пены при сжатии.

Abstract

Полимерные пены играют все более важную роль в области теплоизоляции из-за их низкой теплопроводности. Их характеристики как теплоизоляционных материалов в первую очередь определяются ячеистой структурой.Однако взаимосвязь между свойствами пены и ее ячеистой структурой до сих пор полностью не изучена. Это сильно ограничивает разработку высокоэффективных пенополимеров с оптимальной ячеистой структурой. Настоящим мы сообщаем о производстве пенополиметилметакрилата (ПММА) с широко регулируемыми ячеистыми структурами с использованием CO ₂ в качестве вспенивающего агента. В частности, была получена микропористая пена ПММА с пустотной долей 0,956 и средним размером ячеек 4,7 мкм, которая, насколько известно, на сегодняшний день является самой большой пустой фракцией полимерной пены с размером ячеек менее 5 мкм.Пенопласт из ПММА демонстрирует отличные теплоизоляционные свойства с теплопроводностью всего лишь 29,9 мВт / м K. Между тем, пенопласт из ПММА демонстрирует отличные механические свойства благодаря чрезвычайно малым размерам ячеек. Кроме того, зависимости термических и механических свойств от ячеистой структуры получают путем независимого анализа влияния размера ячеек и пустотного объема. Все эти результаты демонстрируют перспективный метод производства экологически чистых и экономичных теплоизоляционных материалов с улучшенными теплоизоляционными и механическими свойствами при сжатии.

Ключевые слова

Микропористая пена

Теплоизоляция

Механические свойства

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2017 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Теплоизоляция пластмасс: технические свойства

Почему пластик — хороший изолятор?

Пластмассы являются плохими проводниками тепла, потому что в них практически нет свободных электронов, доступных для механизмов проводимости, таких как металлы.

Теплоизоляционная способность пластмассы оценивается путем измерения теплопроводности. Теплопроводность — это передача тепла от одной части тела к другой, с которой она контактирует.

• Для аморфных пластиков при 0-200 ° C теплопроводность находится в пределах 0,125-0,2
  Вт · м ^-1 K ^-1
• Частично кристаллические термопласты имеют упорядоченные кристаллические области и, следовательно, лучшую проводимость

Теплоизоляция из полимера (термопласты , пена или термореактивный материал ) необходима для:

1. Понимания процесса переработки материала в конечный продукт
2. Установить соответствующие приложения материала e.грамм. пенополимерные для изоляции

Например, PUR и PIR можно формовать в виде плит и использовать в качестве изоляционных пен для крыш, оштукатуренных стен, многослойных стен и полов.

Узнайте больше о теплоизоляции:

»Как измерить теплопроводность пластмасс?
»Как материалы ведут себя — Механизм
» Факторы, влияющие на теплоизоляцию
»Значения теплоизоляции нескольких пластмасс

Как измерить теплопроводность полимеров

Есть несколько способов измерить теплопроводность. Теплопроводность пластиков обычно измеряется в соответствии с ASTM C177 и ISO 8302 с использованием устройства с защищенной горячей плитой.

Устройство с защищенной горячей плитой обычно признано основным абсолютным методом измерения свойств теплопередачи гомогенных изоляционных материалов в виде плоских плит.

Охраняемая плита — Твердый образец материала помещается между двумя плитами. Одна пластина нагревается, а другая охлаждается или нагревается в меньшей степени.Температура пластин контролируется до тех пор, пока она не станет постоянной. Установившиеся температуры, толщина образца и подвод тепла к горячей пластине используются для расчета теплопроводности.

Следовательно, теплопроводность k рассчитывается по формуле:

где

• Q — количество тепла, проходящего через основание образца [Вт]
• Площадь основания образца [м ² ]
• d расстояние между двумя сторонами образца [м]
• T ₂ Температура более теплой стороны образца [K]
• T _{1 ​​} температура на более холодной стороне образца [K]

Механизм теплопроводности

Теплопроводность в полимерах основана на движении молекул по внутри- и межмолекулярным связям.Структурные изменения, например сшивание в термореактивных реактивах и эластомерах увеличивает теплопроводность, поскольку ван-дер-ваальсовые связи постепенно заменяются валентными связями с большей теплопроводностью.

В качестве альтернативы, уменьшение длины пути между связями или факторы, вызывающие увеличение беспорядка или свободного объема в полимерах, приводят к снижению теплопроводности, следовательно, к повышению теплоизоляции.

Также упоминалось выше, наличие кристалличности в полимерах приводит к улучшенной упаковке молекулы и, следовательно, к повышенной теплопроводности.

• Аморфные полимеры показывают увеличение теплопроводности с повышением температуры до температуры стеклования , Tg . Выше Tg теплопроводность уменьшается с повышением температуры
• Из-за увеличения плотности при затвердевании полукристаллических термопластов теплопроводность в твердом состоянии выше, чем в расплаве. Однако в расплавленном состоянии теплопроводность полукристаллических полимеров снижается до теплопроводности аморфных полимеров

.

Теплопроводность различных полимеров
(Источник: Polymer Processing by Tim A.Оссвальд, Хуан Пабло Эрнандес-Ортис)

Факторы, влияющие на теплоизоляцию

1. Органический пластик — очень хорошие изоляторы. Теплопроводность полимеров увеличивается с увеличением объемного содержания наполнителя (или содержания волокон до 20% по объему).
   1. Более высокая теплопроводность неорганических наполнителей увеличивает теплопроводность наполненных полимеров .
   2. Полимерные пены демонстрируют заметное снижение теплопроводности из-за включения в структуру газообразных наполнителей.Увеличение количества закрытых ячеек в пене сводит к минимуму теплопроводность за счет конвекции, дополнительно улучшая изоляционные свойства
2. Теплопроводность расплавов увеличивается с увеличением гидростатического давления.
3. Сжатие пластмасс оказывает обратное воздействие на теплоизоляцию, так как увеличивает плотность упаковки молекул
4. Другими факторами, влияющими на теплопроводность, являются плотность материала , влажность материала и температура окружающей среды.С увеличением плотности, влажности и температуры увеличивается и теплопроводность.

Найдите товарные марки, соответствующие вашим целевым тепловым свойствам, с помощью фильтра « Property Search — Thermal Conductivity » в базе данных Omnexus Plastics:

Значения теплоизоляции нескольких пластмасс

Щелкните, чтобы найти полимер, который вы ищете:
A-C |
E-M |
PA-PC |
PE-PL |
ПМ-ПП |
PS-X

Численное и экспериментальное исследование изменения теплопроводности пенополистирола при различных температурах и плотностях

Определение теплопроводности изоляционных материалов в зависимости от того, какие параметры в области применения, а также в процессе производства, очень важно.В этом направлении следует определить параметры, влияющие на теплопроводность, чтобы повысить эффективность изоляционных материалов. Также фактом является то, что блоки из пенополистирола имеют разную теплопроводность при одинаковом значении плотности в зависимости от производственного процесса. В этом исследовании экспериментально и численно было определено, что теплопроводность пенополистирола при различной плотности зависит от параметров и изменений температуры.Пенополистирол состоит из блоков плотностью 16, 21 и 25 кг / м ³ и толщиной 20 мм. Измерения теплопроводности проводились на FOX 314 (Laser Comp., США), работающем в соответствии со стандартами ISO 8301 и EN 12667. Измерения проводились для пенополистирольных блоков при средних температурах 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C и 40 ° C. Численное исследование состоит из трех этапов: получение электронных микроскопических изображений (SEM) блоков пенополистирола, моделирование геометрии внутренней структуры с помощью программы CAD и реализация решений с помощью программы ANSYS на основе конечных элементов.Определены результаты экспериментальных и численных исследований, а также параметры, влияющие на теплопроводность. Наконец, считается, что численные методы могут быть использованы для получения предварительного представления о материале EPS при определении теплопроводности путем сравнения результатов экспериментальных и численных исследований.

1. Введение

Рост населения мира и развитие промышленности увеличили потребность в энергии. Эта потребность вызывает потребление энергоресурсов и наносит серьезный ущерб окружающей среде.Энергия должна использоваться эффективно, чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду из-за ограниченных ресурсов. Энергия потребляется в различных сферах, таких как промышленность, транспорт, сельское хозяйство, недвижимость и другие секторы. Потребление энергии в домах в развитых странах составляет примерно 30% [1, 2]; поэтому снижение энергопотребления в зданиях важно как для экономики, так и для окружающей среды. Утепление, сделанное с целью минимизировать теплопотери в домах, — очень важный вопрос.Сегодня в качестве критериев оценки используются многие характеристики изоляционных материалов, такие как теплопроводность, толщина, пористость, прочность, звукопроницаемость и огнестойкость. Среди этих критериев на первый план выходит теплопроводность — главная характеристика изоляционных материалов.

Теплопроводность изоляционных материалов, используемых для домов, была определена в среднем на уровне 10 ° C в соответствии с европейскими стандартами [3]. Однако с учетом климатических условий средний температурный интервал колеблется от 0 ° C до 50 ° C.Исследование теплопроводности изоляционных материалов при различных температурах важно для эффективного использования энергии. В последнее время особую популярность приобрели пенопластовые изоляционные материалы из-за их низкой теплопроводности, и они широко используются, потому что технология производства пенополистирола проста, стоимость производства невысока [4], поры материала закрытые, материал непрочен. водонепроницаемы, и они обладают низкой теплопроводностью из-за содержащегося в них воздуха [5–10].

Теплопроводность материала изменяется в зависимости от определенных микроскопических параметров: величины ячейки, порядка расположения ячеек, свойств теплового излучения и свойств клеящего материала [11]. Кроме того, поведение мономера стирола в его твердой фазе в зависимости от температуры существенно влияет на теплопроводность пенополистирола, а также воздуха в нем [3]. Изменение теплопроводности и механических свойств материалов определялось по плотности и производственным параметрам [12].Экспериментально установлено, что теплопроводность уменьшается с увеличением плотности [13] и увеличивается или уменьшается с изменением критической толщины материала [7, 14]. Таким образом, необходимо изучить взаимосвязь между температурой и плотностью теплопроводности пенополистирола, используемого для изоляции в домах.

Очень важно правильно оценить значение теплопроводности. Измерения удельной теплопроводности были определены крупными исследователями [6, 12].Существует много разных типов изоляционных материалов с разной структурой материала и с разными тепловыми свойствами. Чтобы получить правильные результаты, необходимо определить метод измерения в соответствии со всеми этими критериями. Значение теплопроводности можно определить тремя различными методами: экспериментальным, численным и аналитическим. Конкретный используемый метод зависит от типа материала. В литературе обычно используются экспериментальные методы для определения теплопроводности изоляционных материалов [3, 6, 7, 11, 13, 15], но существует также ограниченное количество фундаментальных исследований, проводимых путем изучения внутренней структуры с использованием численных методов. методы, а также экспериментальные [15–17].

За исключением нескольких исследований, определяющих теплопроводность численно, исследования в литературе обычно проводились экспериментально. В этом исследовании были использованы экспериментальные и численные методы, а затем проведено сравнение для определения теплопроводности пенополистирола. Было подробно рассмотрено, верны ли численные методы или нет. При проведении численного исследования были изучены изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), и исследование было проведено с помощью конечно-элементного анализа на основе программы ANSYS с учетом температурно-зависимого изменения теплопроводности воздуха и полистирольного материала. в пенополистироле.Изменение теплопроводности пенополистирола исследовали при различных плотностях и температурах. Были определены параметры, которые влияют на теплопроводность пенополистирола, и было получено понимание того, что следует делать для производства материалов с более низкой теплопроводностью.

2. Материал и метод

Пенополистирол, использованный для исследований, был произведен компанией TIPOR (Турция) и имел толщину 20 мм и плотность 16, 21 и 25 кг / м ³ .

Для экспериментального определения теплопроводности материала EPS при средних температурах 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C и 40 ° C использовались образцы размером 10 мм. Перед проведением измерений образцы подвергали сушке при 70 ° C в вентилируемой печи для полного удаления влаги. Измерения массы проводились с 24-часовыми интервалами во время процесса сушки, и он продолжался до тех пор, пока разница не стала менее 0,2%. Когда желаемый интервал измерения был достигнут, процесс сушки был завершен и начались процессы измерения теплопроводности.В экспериментальных исследованиях использовался прибор FOX 314 (Laser Comp., США), работающий по стандарту ISO 8301 и измерения по принципу метода горячей пластины [18]. В этом методе количество теплового потока, возникающего в результате разницы температур между горячей и холодной пластинами устройства, измерялось с помощью датчиков, а теплопроводность рассчитывалась с использованием одномерного уравнения теплопередачи Фурье. Для определения теплопроводности образцов было проведено пять независимых измерений.Значение теплопроводности образцов рассчитывалось как среднее из пяти измеренных значений.

Применение численных методов, используемых для определения теплопроводности пенополистирола, было проведено с помощью блок-схемы, представленной на рисунке 1. Программа ANSYS 16.1 на основе конечных элементов использовалась для применения численных методов, Программа AutoCAD 2016 использовалась при моделировании геометрии, а программа Matlab 2016 использовалась при анализе изображений.

Образцы, подготовленные для моделирования геометрии, были вырезаны в форме тонкой пластины для получения изображений их внутренней структуры, и они были прикреплены к медной полосе, поверхность которой была покрыта тонким слоем. в устройстве для позолоты. После процесса нанесения покрытия изображения были получены с разным коэффициентом масштабирования для образцов с разной плотностью в сканирующем электронном микроскопе (SEM). Полученные изображения под электронным микроскопом были исследованы, изучена внутренняя структура материала, проведен анализ изображений и создана геометрическая модель.Исследование пикселей на изображении проводилось в соответствии с цветовыми тонами в анализе изображения во время геометрического моделирования, и пределы воздуха и полистирола, образующего пенополистирол, стали более понятными. Геометрическое моделирование проводилось в программе AutoCAD 2016 с использованием изображений, полученных в результате анализа изображений. Были сделаны некоторые исключения, чтобы минимизировать ошибки в формировании геометрии, и изменения произошли в ограниченных наборах.Таким образом, было сформировано множество моделей и проведено исследование модели, удобной для изучения.

Перенос моделей, геометрия которых формировалась программой ANSYS, производился для формирования сетевых структур и необходимых граничных условий. Треугольные элементы использовались для областей, образованных воздухом, который формировал поры, и полистирольными материалами из пор, а растворы наносили в узловую точку в соответствующих количествах для достоверности результатов.В процессе решения необходимые граничные условия были определены для правой и левой стенок сформированной модели относительно достижения средних температур 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C и 40 ° C, как показано на рисунке 2. Для верхней и нижней стенок были заданы граничные условия изоляции, реализованы одномерные решения. Транспорт и теплопередача незначительны, если диаметр ячейки примерно на 4 мм меньше [8]. В результате пренебрежение теплопередачей, поскольку она намного ниже при естественном переносе, не было ошибочным принятием с точки зрения правильности результатов.

Граничные условия следующие:

Температура и изменяющаяся ситуация были приняты во внимание при определении свойств материалов для компонентов, образующих пенополистирол, необходимых во время численных решений. Свойства материала для воздуха и полистирола, образующего пенополистирол, приведены в таблицах 1 и 2.

Результаты экспериментов

Значение теплопроводности высушенного пенополистирола с различными значениями плотности было экспериментально измерено для средних температур 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C и 40 ° C с использованием метода измерения теплового потока. .Полученные результаты измерений приведены в таблице 3 и на рисунке 3 в зависимости от температуры.

Наблюдалось линейное распределение каждого значения плотности пенополистирола в зависимости от температуры.В результате этого исследования степень падения или увеличения была определена с использованием метода регрессии. Таким образом, остатки, выраженные как функция температуры, представлены в следующих уравнениях. Значение теплопроводности может быть определено с коэффициентом погрешности всего 0,1%, используя балансы (уравнения), полученные с помощью метода регрессии.

3.2. Измерения с помощью SEM

Изображение под электронным микроскопом, приведенное на рисунке 4, было получено пенополистирола плотностью 25 кг / м ³ в приблизительном соотношении величин, чтобы получить представление о внутренней структуре с точки зрения проведения численных расчетов. исследования.

Когда была исследована фигура 4, стало понятно, что структура пор не была однородной, и она имеет две разные структуры пор для пенополистирола. Когда изображение, полученное с помощью электронного микроскопа, было получено при более близком увеличении, в котором структура пор представляет собой неправильную макропору, можно было наблюдать, что оно имеет ячеистые поры, как показано на рисунке 5. Когда изображения, полученные в результате сканирования с помощью электронного микроскопа ( SEM) были изучены, было обнаружено, что зона, показанная черным цветом, была воздушной текучей средой, а оставшаяся белая зона представляла собой твердый материал из полистирола.

Общеизвестно, что диаметр пор на микроуровне для пенополистирола изменяется от 100 до 300 мкм м, а диаметр пор уменьшается с увеличением плотности [8, 17]. Когда была исследована внутренняя структура пенополистирола с различными значениями плотности, было обнаружено, что размеры пор уменьшаются из-за увеличения плотности, как показано в литературе, как показано на Фигуре 6. Многие изображения, полученные с помощью электронного микроскопа, были исследованы с 16, 21 и 25 кг / м ³ для пенополистирола, и было определено, что средний диаметр ячеистых пор составляет приблизительно 141 мкм м, 116 мкм м и 95 мкм м, соответственно.

В результате исследований был сделан выбор правильной модели, в которой более четкое различие между воздухом и полистиролом было сделано для расчета геометрии внутренней конструкции. Выбранные изображения и изображения, полученные в результате обработки изображений, показаны на рис. 7.

Конструкции геометрической модели были получены с использованием изображений, полученных с электронного микроскопа, которые были переданы в программу ANSYS и для которых были реализованы численные решения. При проведении численных решений предполагалось, что передача тепла происходит только через трансмиссию.Значение теплопроводности было найдено численно, рассматривая его как проблему теплопередачи: определяя одномерный тепловой поток или распределение температуры и используя уравнение теплопередачи Фурье.

Здесь был определен как средний тепловой поток, рассчитанный в программе ANSYS, был определен как разница температур между левой и правой стенками образцов и была определена как длина в направлении теплопередачи.

Решения были сделаны для средних температур 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C и 40 ° C для смоделированной геометрии.Было определено среднее количество теплового потока, передаваемого в результате решений, и значение эффективной теплопроводности было численно рассчитано для каждого образца и значения температуры с помощью уравнения 3. Данные, полученные с помощью численных решений, можно найти в таблицах 4, 5, а также 6 и рисунки 8, 9 и 10. Данные измерения теплопроводности, использованные для подтверждения результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

3

3