Jak hustota pěny ovlivňuje tepelnou vodivost?

Při stavbě jakékoli budovy je velmi důležité najít správný izolační materiál. V článku se budeme zabývat polystyrenem jako materiálem určeným k zateplení a také hodnotou jeho tepelné vodivosti.

Ovlivňující faktory

Odborníci na tepelnou vodivost kontrolují zahřátím plechu na jedné straně. Poté spočítají, kolik tepla prošlo metrovou stěnou izolovaného bloku během jedné hodiny. Měření prostupu tepla se provádí na protější ploše po určitém časovém intervalu. Spotřebitelé by měli vzít v úvahu zvláštnosti klimatických podmínek, takže musíte věnovat pozornost úrovni odolnosti všech vrstev izolace.

Hustota pěnové fólie, teplotní režim a akumulace vlhkosti v prostředí ovlivňují uchování tepla. Hustota materiálu se odráží v součiniteli tepelné vodivosti.

Úroveň tepelné izolace závisí do značné míry na struktuře výrobku. Trhliny, štěrbiny a jiné deformované zóny jsou zdrojem pronikání studeného vzduchu hluboko do desky.

Teplota, při které vodní pára kondenzuje, se musí koncentrovat v izolaci. Indikátory mínus a plus teploty vnějšího prostředí mění úroveň tepla na vnější vrstvě obkladu, ale uvnitř místnosti by teplota vzduchu měla zůstat +20 stupňů Celsia. Silná změna teplotního režimu na ulici nepříznivě ovlivňuje účinnost použití izolátoru. Tepelná vodivost pěny je ovlivněna přítomností vodní páry ve výrobku. Povrchové vrstvy mohou absorbovat až 3% vlhkosti.

Z tohoto důvodu je třeba od produktivní vrstvy tepelné izolace odečíst absorpční hloubku 2 mm. Vysoce kvalitní úspora tepla poskytuje silnou vrstvu izolace. Pěna o tloušťce 50 mm je ve srovnání s 10 mm deskou schopna udržet teplo 7krát více, protože v tomto případě se tepelný odpor zvyšuje mnohem rychleji. Kromě toho tepelná vodivost pěny výrazně zvyšuje zahrnutí určitých typů neželezných kovů, které emitují oxid uhličitý, do jejího složení. Soli těchto chemických prvků dodávají materiálu schopnost samozhášení během spalování, což mu dává požární odolnost.

Tepelná vodivost různých plechů

Charakteristickým rysem tohoto materiálu je jeho snížený přenos tepla. Díky této vlastnosti je teplo v místnosti dokonale zadržováno. Standardní délka pěnové desky se pohybuje od 100 do 200 cm, šířka 100 cm, tloušťka od 2 do 5 cm Úspora tepelné energie závisí na hustotě pěny, která se počítá v metrech krychlových. Například pěna o hmotnosti 25 kg bude mít hustotu 25 na 1 metr krychlový. Čím větší je hmotnost pěnové fólie, tím vyšší je její hustota.

Vynikající tepelná izolace se provádí díky jedinečné struktuře pěny. To se týká pěnových granulí a buněk, které tvoří poréznost materiálu. Granulovaný list obsahuje obrovské množství kuliček s mnoha mikroskopickými vzduchovými buňkami. Kus pěny je tedy z 98 % vzduch. Obsah vzduchové hmoty v článcích přispívá k dobrému zachování tepelné vodivosti. Tím izolační vlastnosti pěny jsou zlepšeny.

Tepelná vodivost pěnových granulí se pohybuje od 0,037 do 0,043 W/m. Tento koeficient ovlivňuje volbu tloušťky produktu. Pěnové desky o tloušťce 80-100 mm se obvykle používají pro stavbu domů v nejnáročnějších klimatických podmínkách. Mohou mít hodnotu prostupu tepla od 0,040 do 0,043 W/m K a desky o tloušťce 50 mm (35 a 30 mm) – od 0,037 do 0,040 W/m K.

Je velmi důležité zvolit správnou tloušťku produktu. Existují speciální programy, které pomáhají vypočítat potřebné parametry izolace. Stavební firmy je úspěšně využívají. Změří skutečný tepelný odpor materiálu a spočítají tloušťku pěnové desky doslova na jeden milimetr. Například místo přibližných 50 mm se používá útvar s mezivrstvou 35 nebo 30 mm. To umožňuje společnosti výrazně ušetřit peníze.

Nuance výběru

Při nákupu pěnových prostěradel vždy věnujte pozornost certifikátu kvality. Výrobce může vyrobit výrobek podle GOST a podle našich vlastních specifikací. V závislosti na tom se mohou vlastnosti materiálu lišit. Někdy výrobci klamou kupující, takže se musíte navíc seznámit s dokumenty potvrzujícími technické vlastnosti produktu.

Pečlivě si prostudujte všechny parametry zakoupeného produktu. Před nákupem odlomte kousek pěny. Nízký materiál bude mít zubaté okraje s malými kuličkami prosvítajícími na každé linii přerušení. Na plechu vyrobeném vytlačováním by měly být viditelné pravidelné mnohostěny.

Je velmi důležité zvážit následující podrobnosti:

• klimatické podmínky regionu;
• celkový ukazatel technických vlastností materiálu všech vrstev stěnových desek;
• hustota pěnového listu.

Mějte na paměti, že vysoce kvalitní pěnu vyrábí ruské společnosti Penoplex a TechnoNIKOL. Nejlepší zahraniční výrobci jsou BASF, Styrochem, Nova Chemicals.

Srovnání s jinými materiály

Při stavbě budov za účelem zajištění tepelné izolace se používají různé druhy materiálů. Někteří stavitelé preferují použití minerálních surovin (skelná vata, čedič, pěnové sklo), jiní volí rostlinné suroviny (celulózová vlna, korek a dřevěné materiály), jiní se zastavují u polymerů (polystyren, extrudovaná polystyrenová pěna, polyetylenová pěna)

Jedním z nejúčinnějších materiálů určených k úspoře tepla v místnostech je pěnový polystyren. Nepodporuje hoření, rychle se rozkládá. Ohnivzdornost a absorpce vlhkosti pěny je mnohem vyšší než u výrobku vyrobeného ze dřeva nebo skleněné vlny. Pěnová deska je schopna odolat jakýmkoli teplotním změnám. Instalace je snadná. Lehký plech je praktický, ekologický a má nízkou tepelnou vodivost. Čím nižší je součinitel prostupu tepla materiálu, tím tenčí izolace bude potřeba při stavbě domu.

Srovnávací analýza účinnosti oblíbených topidel ukazuje na nízké tepelné ztráty stěnami s pěnovou vrstvou. Tepelná vodivost minerální vlny je přibližně na stejné úrovni jako přenos tepla pěnové fólie. Rozdíl je pouze v parametrech tloušťky materiálů. Například za určitých klimatických podmínek by čedičová minerální vlna měla mít vrstvu 38 mm a pěnová deska – 30 mm. V tomto případě bude vrstva pěny tenčí, ale výhodou minerální vlny je, že při spalování neuvolňuje škodlivé látky a při rozkladu neznečišťuje životní prostředí.

Objem použití skelné vaty přesahuje i rozměry pěnové desky používané pro tepelnou izolaci. Vláknitá struktura skelné vlny poskytuje poměrně nízkou tepelnou vodivost od 0,039 W/m K do 0,05 W/m K. Ale poměr tloušťky tabulí bude následující: 150 mm skelné vaty na 100 mm pěny.

Není zcela správné porovnávat schopnost přenosu tepla stavebních materiálů s pěnovým plastem, protože při stavbě stěn se jejich tloušťka výrazně liší od pěnové vrstvy.

• Koeficient prostupu tepla cihly je téměř 19krát vyšší než u pěny. Je to 0,7 W / m K. Z tohoto důvodu by zdivo mělo být alespoň 80 cm a tloušťka pěnové desky by měla být pouze 5 cm.
• Hodnota tepelné vodivosti dřeva je téměř třikrát vyšší než u polystyrenu. To se rovná 0,12 W / m K, proto by při stavbě stěn měl mít dřevěný rám tloušťku alespoň 23-25 ​​cm.
• Pórobeton má ukazatel 0,14 W / m K. Expandovaný beton má stejný koeficient úspory tepla. V závislosti na hustotě materiálu může toto číslo dokonce dosáhnout 0,66 W / m K. Při stavbě budovy bude zapotřebí vrstva takových ohřívačů nejméně 35 cm.

Nejlogičtější je porovnat pěnu s jinými polymery, které s ní souvisí. Takže 40 mm vrstva pěny s hodnotou přenosu tepla 0,028-0,034 W / m stačí k nahrazení pěnové desky o tloušťce 50 mm. Při výpočtu rozměrů izolační vrstvy v konkrétním případě lze získat poměr součinitele tepelné vodivosti 0,04 W / m pěny o tloušťce 100 mm. Srovnávací analýza ukazuje, že pěnový polystyren o tloušťce 80 mm má hodnotu prostupu tepla 0,035 W/m. Polyuretanová pěna s tepelnou vodivostí 0,025 W/m předpokládá vrstvu 50 mm.

Mezi polymery má tedy pěna vyšší koeficient tepelné vodivosti, a proto bude ve srovnání s nimi nutné zakoupit silnější pěnové listy. Rozdíl je ale nepatrný.

Hustota pěny je indikátor, který určuje pevnostní charakteristiky tepelně izolační polystyrenové pěny. Tento tepelně izolační materiál se skládá z 98 % vzduchových bublin a 2 % čistého polystyrenu. Polystyren je základem pěnového polystyrenu.

Získává se polymerací styrenu. Expandovaný polystyren se rozšířil díky řadě výhod:

1. Žádné toxické sloučeniny.
2. Vysoké tepelně izolační vlastnosti, tepelná vodivost v suchém stavu – 0,029-0,036 W/(m.k).
3. Nízká hmotnost
4. Polystyrenová pěna nevstupuje do chemických reakcí se stavebními materiály (cement, bitumen, akrylát, sádrové tmely).
5. Odolnost proti mikroorganismům, řasám, plísním, houbám.
6. Trvanlivost.

Fyzikální a mechanické vlastnosti pěny se mohou lišit. Závisí na kvalitě surovin a způsobu polymerace styrenu.

Hlavní značky pěnového plastu

Po napěnění polystyrenu se suroviny na hotové výrobky naloží do nádoby. Pod tlakem se do něj vhání pára. Granule pění a jsou nasyceny vzduchem. V další fázi se hotové granule suší od vlhkosti, k tomu se používá horký vzduch.

Při sušení se granule periodicky protřepávají. Hotové granule jsou umístěny do zásobníků, které jsou kalibrovány podle tříd pěny. Formování probíhá pod tlakem. Při lisování se získají následující typy pěny, které se liší hustotou:

• PSB-S-15;
• PSB-S-25;
• PSB-S-35;
• PSB-S-50.

Poslední číslo v označení určuje hustotu pěny pro izolaci. Mnoho vývojářů neví, jaká je měrná hmotnost pěny. Hustota (měrná hmotnost) je hmotnost produktu v jeho objemu. Hustota polystyrenu PSB-S-15 je 15 kg/m³. resp. jeden metr krychlový polystyrenových desek PSB-S-15 váží 15 kg.

Vyvstává otázka, jak nezávisle určit hustotu pěnového plastu bez speciálního vybavení. To je snadné: musíte vypočítat krychlový objem hotového výrobku a zvážit jej na váze. Pro uplatnění reklamace musí mít prodejna v ruce osvědčení o státním ověření váhy. Vážení je možné provádět přímo na prodejně nebo na stavebním skladu dodavatele materiálů. Tento technický výpočet hustoty pěny bude nejoptimálnější.

Produkt s nízkou hustotou má nižší pevnost v tlaku. Není schopen odolat nárazům a statickému zatížení. Při odstraňování sněhu nebo listí může dojít k poškození fasády. Následná obnova nátěru a malířské práce si vyžádají dodatečné náklady. Nízká hustota pěny však zaručuje nižší cenu při stejných tepelně izolačních vlastnostech. Volba hustoty je založena na rozsahu použití každé značky produktu.

PSB-S -15

Tato třída má nejnižší pevnost v tlaku při lineární deformaci 10 % (ne méně než 0,04 MPa). Pevnost v tahu pěny PSB-S-15 při ohybu by neměla být nižší než 0,07 MPa.

Desky PSB-S-15 poskytují dobrou tepelnou izolaci. Pěnový plast, jehož hustota není větší než 15 kg/m³, má tepelnou vodivost 0,036 W/(m.k). Tento typ izolace používá se pro izolaci nezatížených konstrukcí a rovin, jako jsou fasády budov, střechy, stropy, štíty.

PSB-25

Mezi soukromými developery jsou nejoblíbenější druhy pěny s objemovou hmotností 25 kg/m³. Desky střední hustoty kombinují příznivé ceny a dobré tepelně izolační vlastnosti. Tenhle typ je všestranný a dobře se osvědčil při izolaci různých konstrukcí.

Objemová hmotnost pěny se pohybuje v rozmezí 15-25 kg/m³. Tepelná vodivost pěnového polystyrenu o objemové hmotnosti 25 kg/m³ by měla být menší než 0,033 W/(m.k). Indikátor lineární deformace by neměl být nižší než 0,15 MPa. Pevnost v ohybu je 0,32 MPa.

PSB-S-35

Desky PSB-S-35 mají poměrně širokou škálu aplikací. Hustota pěnového polystyrenu PSB-S-35 by měla být v rozmezí 25-35 kg/m³. Taková izolace vydrží až 40 let. Je méně křehký než PSB-S-15 a PSB-S-25. Pevnosti a odolnosti je dosaženo díky těsnějšímu spojení molekul styrenu.

Tepelná vodivost polystyrenu o objemové hmotnosti 35 kg/m³ by měla být menší než 0,033 W/(m.k). Pevnost v ohybu je 0,38 MPa, index lineární deformace je 0,26 MPa. Jedná se o tvrdý a odolný materiál.

PSB-S-50

PSB-S-50 je hustá pěna, která odolá mechanickému a nárazovému zatížení. Používá se pro tepelnou izolaci:

• základy;
• pilotové základy;
• podlahy průmyslových podniků;
• vyhřívané silnice, parkoviště a pozemky;
• oplechování lodí a plovoucích plavidel.

Hustota expandovaného polystyrenu 45-50 kg/m³ K dispozici na objednávku kvůli nízké poptávce a vysoké ceně.

Tepelná vodivost takového materiálu by měla být menší než 0,033 W/(mk). Indikátor lineární deformace se blíží 0,38 MPa. Pevnost v ohybu je 0,42 MPa. Toto je nejhustší materiál.

Jaká hustota pěny je nejlepší pro různé typy izolace?

PSB s vysokou hustotou se nejlépe používá pro izolaci průmyslových objektů, inženýrských sítí, parkovišť, silnic a chodníků. Používá se v průmyslu a v silničním sektoru. Je schopen odolat vysokému statickému i dynamickému zatížení roviny.

Zde se nabízí otázka, jaká je nejlepší charakteristika pěnového polystyrenu pro zateplení domu? Hustota 35 kg/m³ je objemová hmotnost pěnového polystyrenu pro venkovní izolaci stěn. Polystyren PSB-S-35 a PSB-S-25 této hustotě odpovídá a je vhodný pro zateplení fasád obytných domů. Jeho struktura nebude zničena mechanickým nárazem na rovinu desek.

Desky se snadno instalují a zpracovávají, což vám umožňuje získat tepelně izolační účinek při nízkých nákladech na materiál. Toto je nejoblíbenější typ desky.

Desky z pěnového plastu PSB-S-15 lze použít i k zateplení fasád domů. Při provozu budovy je důležité vyloučit statické a rázové zatížení povrchu izolace. Může být také použit k vyplňování dutin v konstrukcích, izolaci podkroví, izolaci podzemních prostor a dutin ve stropech.

Závěr

Všechny druhy pěny musí splňovat požadavky regulační a technické dokumentace. Při nákupu výrobku věnujte pozornost vzhledu a struktuře polystyrenových desek.