Теплопроводность пенопласта и сравнение показателей с другими материалами

Пенопласт является современным материалом, который используют для теплоизоляции жилой площади как снаружи, так и внутри. Обусловлено это его экологичностью, низкой гигроскопичностью, бюджетной ценой. Также при выборе учитывают и теплопроводность пенопласта. Именно об этом параметре поговорим в сегодняшней статье.

Большие листы пенопласта для утепления фасада дома Источник drive2.ru

Что такое пенопласт и его эксплуатационные характеристики

Пенопласт или, как его называют, пенополистирол представляет собой плиты, которые могут быть разными по толщине. Основной этого сырья является именно вспененный полимер. Внутри материала в гранулах и между ними имеется воздух, который и обеспечивает теплопроводность утеплителя. Состоит пенопласт на 95-98% из специфического газа, который, собственно, и удерживает тепло.

Вспененный полистирол с низким показателем теплопроводности Источник avexpro.ru

За счет того, что в средних слоях сырья имеется достаточно воздуха, пенополистирол имеет минимальную плотность, отличается небольшим удельным весом. Также внутренняя воздушная прослойка обеспечивает неплохую звукоизоляцию.

Готовая плотность и прочие характеристики теплоизоляционного материала зависят от самого полимера и процессов, которые были использованы во время изготовления материала. В результате применения разных условий на этапе производства может получиться пенопласт неодинаковой плотности и различной степени устойчивости к механическому воздействию.

Таблица значений теплопроводности для разных материалов Источник otoplenie-gid.ru

Зачем нужна теплоизоляция?

Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:

• Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.

Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40%. Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.

• Увеличение долговечности конструкций здания.

В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены.

Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.

• Шумоизоляция.

Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).

• Увеличение полезной площади зданий.

Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.

Основные характеристики теплопроводности пенопласта

Прежде чем узнать, какой будет теплопроводность пенополистирола, нужно разобраться, что из себя представляет этот параметр.

Теплопроводность — количественная характеристика пенопласта (или любого другого материала), которая оценивает способность конкретного тела проводить тепло. Единица изменения этого параметра — Вт/ мС. В этом случае каждое обозначение характеризуется таким образом:

• Ватт —количество тепловой энергии;
• Метр —расстояние проведения тепла через себя;
• С — определенная температура за определенное время.

Предлагаем рассмотреть на примере, что представляет собой теплопроводность. Предположим, у нас есть лист пенопласта марки ПСБ-С 50. Его плотность — 50 кг/м3. Параметр передачи тепла этого сырья установлен заводом. Исходя из этого можно определить, что теплопроводность пенопласта 50 мм составляет 0,041 Вт/мС. Нужно отметить, что такой показатель будет только при условии воздействия температуры, не превышающей 20-30 градусов.

На заметку! Хорошо заметить параметр проникновения тепла у пенопласта можно только при сопоставлении его значений со значениями других теплоизоляционных материалов.

Классификация пенополистирола

Обычный пенопласт

Теплоизоляционный материал, который получают в результате вспенивания полистирола. Как уже упоминалось выше, его объем – это 98% воздуха, который запечатан в гранулы. Это говорит не только о его отличных теплоизоляционных качествах, но и о звукоизоляционных свойствах.
Главное преимущество материала – отсутствие способности поглощать влагу. Кроме того, он не гниет и биологически не разлагается. Долговечный материал, небольшой массы и удобный в использовании. Его можно приклеить к любому строительному материалу.

Пенополистирол легко подается горению, но в его составе есть такое вещество, как антипирена. Именно оно и наделяет пенопласт способностью самозатухать. Кроме того, пенополистирол нельзя использовать для утепления фасадов. Это объясняется его низкой паропроницаемостью. А для того чтобы провести работы с пенопластом под кровлей, следует хорошо продумать систему вентиляции.

Использование в зависимости от марки материала

• ПСБ-С 15. Маркировка пенопласта говорит о том, что им можно утеплить конструкции, которые не подвергаются механическим нагрузкам. Например, утепление кровли, пространства между стропами и потолочного перекрытия.
• ПСБ-С 25 и 25Ф. Распространенная маркировка пенополистирола. Говорит о том, что можно утеплять любую поверхность. Стены, фасады, потолки или напольное покрытие, кровлю.
• ПСБ-С 35 и 50. Таким материалом можно утеплять объекты, которые находятся под постоянно высокой нагрузкой.

Экструдированный пенополистирол

Теплоизоляционный материал, который обладает высоким эффектом и качеством. Его чаще всего используют для утепления ограждающих конструкций. И коэффициент теплопроводности колеблется от 0,027 до 0,033 Вт/м К.
Структура материала ячеистая. И полная закрытость каждой ячейки обеспечивает абсолютную защиту от проникновения воды. Поэтому такой материал и рекомендуют использовать там, где влажность повышенная или там, где материал может контактировать с водой. Это утепление подвального помещения или фундамента коттеджа. Даже в условиях недостаточной гидроизоляции, экструдированный пенополистирол сохранит свои теплоизоляционные качества.

Кроме этого, такой материал отличается высокой устойчивостью к различным деформациям. Эта особенность позволяет использовать его как утеплитель для поверхностей, несущие большие нагрузки. Например, экструдированным пенополистиролом можно утеплить фасады. Особенно если материал облицовки очень тяжелый.

Что касается температуры. Пенополистирол способен выдерживать резкие скачки, от -120 до +175 градусов. При этом его структура остается целой и невредимой.

Недостатками этого материала является горючесть, но, как и пенопласт, его составные элементы способны заставить его затухнуть. Контакт пенополистирола со сложными углеводами может привести к разрушению.

Сравнение теплопроводности пенопласта с другими материалами

Очевидно, что при изменении толщины пенополистирола марки ПСБ показатель теплопроводности варьируется в диапазоне — 0,037-0,043 Вт/мС. Например, если его сравнить с таким сырьем, как минеральная вата, то различия по показателям будут не существенные.

Также для определения оптимального параметра учитыват не только листовые теплоизоляторы с различным наполнителем, но еще и строительные материалы, использованные для возведения стен сооружения.

Красный кирпич не зря так часто используют в кладке стен дома. Это связывают с тем, что он имеет достаточно высокий уровень теплоотдачи 0,7 Вт/мС. Это почти в 19 раз больше, чем у вспененного пенополистирола. То есть, чтобы обойтись без теплоизолятора, необходимо возводить стену толщиной не менее 80-85 см. В случае с силикатным кирпичом потребуется выстраивать метровые несущие конструкции.

Древесный массив тоже часто используют для строительства домов. Он конкурирует с пенопластом немного лучше, чем красный кирпич. Теплопроводность древесины составляет 0,12 Вт/мС. Оказывается, это в три раза больше, чем у пенополистирола. Получается, если возводить стену из древесного массива, тогда понадобится сруб толщиной до 23 см, чтобы показатель теплопроводности оказался эквивалентен ПСБ с толщиной 5 см.

Необходимая толщина

В каждой климатической зоне важно правильно выбрать толщину пеноплекса для утепления стен снаружи, так как такое позиционирование позволяет защитить кладку от промерзания, продлить срок службы стеновых конструкций. На лицевую сторону необходимо будет нанести финишное невентилируемое покрытие, которое защитит полимер от воздействий наружного воздуха. На лицевую сторону необходимо будет нанести финишное невентилируемое покрытие, которое защитит полимер от воздействий наружного воздуха

На лицевую сторону необходимо будет нанести финишное невентилируемое покрытие, которое защитит полимер от воздействий наружного воздуха.

Значение теплового сопротивления стены рекомендуется СНиПами для каждого региона. В сокращенном варианте таблица СНиП 23-02-2003 выглядит так:

Указанное значение сопротивления набирается суммой показателей всех применяемых материалов, включая отделочные покрытия.

Расчет

В качестве примера можно взять московскую стену толщиной в 1,5 кирпича, что составит 0,38 м. Тепловое сопротивление такой кладки равняется 0,76 м²×°С/Вт (коэффициент теплопроводности кирпича 0,5 Вт/м²×°С, 0,38:0,5=0,76). Оставшееся значение сопротивления (3,14-0,76=2,38 м²×°С/Вт) обеспечивается утеплителем и отделочными материалами. Если умножить теплопроводность пеноплекса 0,028 Вт/м²×°С, получим требуемую толщину 6,6 см. С учетом наружной штукатурки и внутренней отделки допустимо выбрать плиты толщиной 5 см.

Практика выполнения работ показала, что при использовании стандартных листов экструдированного пенополистирола утепляющий слой в среднем делают такой толщины:

• на внутреннее утепление помещений достаточно плит с торцом до 4 см;
• для внешнего обустройства в умеренном климате ставят 5 см;
• в холодных зонах 10 см и условиях крайнего севера 15 – 20 см. Подробнее о расчетах толщины утеплителя для стен смотрите в этом видео:

Перед проведением работ с этим материалом рекомендуем ознакомиться с технологией утепления стен пеноплексом.

Виды пеноплекса

Пеноплекс производят в виде 5 основных разновидностей, отличающихся по назначению видов работ.

1. Фундаментные. Монтируют на цокольную (подземную) часть строения, применяют в качестве несъемной опалубки. Защищают от промерзания основание здания.
2. Стеновые. Нужны для наружных работ по термо- и звукоизоляции.
3. «Крыша». Устанавливается на чердачные перекрытия и скаты кровли, мансардные помещения. Задерживает тепло и звук дождя.
4. «Комфорт». Предназначен для внутренних работ (стены, полы, потолки, балконы).
5. Дорожный. Наиболее плотный сорт этого материала с маркировкой «пеноплекс-45».

Работы по монтажу на наружную часть стены ничем не отличаются по составу от выполнения внутреннего утепления.

Сравнение стирола с пеноплексом

Пенопласт и пеноплекс — сравнительно одинаковые материалы, изготовленные с применением одних и тех же гранул. Единственное различие — технология склеивания, которая и дает неожиданные результаты при сравнении показателей.

Дело в том, что во время производства пеноплекса шарики стирола обрабатываются под давлением с приданием высокой температуры. В итоге получается пластичная масса, которая в застывшем виде является однородной и прочной. Пузырьки воздуха, которые остались внутри, равномерно распределяются по всей части плиты.

При формировании пенопласта, предварительно загруженный в форму материал просто обдается паром. В результате он получает структуру «попкорна», а связи, как следствие, между рыхлыми гранулами в разы слабее.

На основании этого можно отметить, что теплопроводность экструдированного пенополистирола лучше и соответствует показателю 0,028-0,034 Вт/мС. Таким образом, нужно будет всего 30 мм этого материала для замены 40 мм обычного пенопласта.

Структура пеноплекса отличается от пенопласта Источник pgsstore.ru

Важно! На случай, когда нет необходимости в высокой прочности утепленной стены, тогда можно смело отдавать предпочтение бюджетному пенопласту. Правда предварительно следует определиться с оптимальной его толщиной в зависимости от климатических факторов и условий эксплуатации.

Срок эксплуатации

Большая часть производителей указывают срок эксплуатации 20-30 лет. Это гарантийное время, в течение которого полезные свойства материала находятся в допустимых рамках. Последние исследования европейских учёных показали удивительные и обнадеживающие результаты. При сносе домов, построенных 40-50 лет назад с использованием пенополиуретана, учённые обнаружили, что его свойства практически не изменились. Структура и фактура остались теми же, что и изначально. Дальнейшие лабораторные исследования только подтвердили долговечность этого материала.

Экологичность

Важный параметр, на который всё больше и больше обращают внимание современные строители. В процессе производства пенополиуретан переходит из жидкого в твёрдое состояние за 30 секунд

После этого вредные испарения с его поверхности прекращаются. Если его нагреть до 450 Сº, то начнут выделяться углекислый и угарный газы. Впрочем, то же самое можно наблюдать и во время нагревания дерева. Пенополиуретан не выделяет вредных для организма человека соединений

Особенности выбора листов пенопласта для утепления

В первую очередь, когда покупаете пенопласт, ориентируйтесь на сертификат качества. От него полностью зависит будет ли показатель теплопроводности соответствовать реальному значению, о котором мы говорили выше.

Бывает, когда производитель изготавливает продукт с использованием ГОСТа и собственного ТУ. В подобных ситуациях технические характеристики, в том числе и показатель теплопередачи может различаться.

Выбор оптиммальной толщины пенопласта Источник lazurit64.ru

Поэтому, чтобы купленный материал эксплуатировался с ожидаемым эффектом, нужно в магазине попросить продавца предоставить документ, подтверждающий технические характеристики материала именно той марки, которую вы выбрали.

Обратите внимание! Соответствие документа типу пенополистирола можно найти по специальным символам, которые обычно печатаются на боковой стороне каждого листа материала.

Рейтинг лучших производителей диванов

Почему важно помнить о паропроницаемости

Когда принято решение использовать пенопласт в качестве утеплителя для стен собственного дома, целесообразно вспомнить о паропроницаемости этого материала. Чем этот показатель ниже, тем лучше для эксплуатации теплоизолятора.

Дело в том, что многие утеплители не противостоят проникновению пара. Со временем он превращается во влагу и откладывается в слоях материала. Последний от этого портится и теряет свои качественные характеристики. Страдает и теплопроводность: пенопласт начинает пропускать тепловую энергию через себя и отдавать ее улице.

Пожароустойчивость

Являясь сгораемым материалом, пенопласт отличается хорошей пожароустойчивостью, так как температура самовозгорания составляет +4910 С. Этот показатель в 1.8 превышает показатель древесины, для которой достаточно +2600 С. При отсутствии огня в течении 4 секунд горение затухает. Во время горения материал выделяет около 1000 МДж/м3 энергии, в то время как древесина — 7000-8000 МДж/м3 — значит, при горении пенополистирола повышение температуры будет намного ниже.

Производители предлагают самозатухающий пенополистирол, изготовленный с добавлением антипиренов. Однако опыты показывают, что самозатухающий эффект со временем теряется, и в конструкции материал, который изначально был классифицирован как относящийся к группе горючести Г2, через некоторое время уже соответствует только классу Г4 (исследования проведены в НИИ ПБ и ЧС МЧС Беларуси).

В то же время следует признать, что продукты, выделяемые при горении разных марок пенополистирола, еще являются мало изученными.

Особенности применения и числа в маркировке

Утеплитель из пенопласта может использоваться для комнатных и уличных условий. Это можно определить по коэффициенту теплопроводности. Например, если в названии продукта присутствует число «15», то такие листы подходят для наклеивания на вертикальные конструкции внутри помещений. Толщина этого сырья незначительная, соответственно не будет использовать полезное пространство.

Низкотеплопроводный пенопласт для уличных условий Источник 27del.ru

Также встречается коэффициент с числом «25» это более качественный утеплитель, применяемый только для теплоизоляции стен с наружной стороны дома. Также его часто используют в условиях чердачных или подвальных помещений, где необходим усиленный уровень теплоизоляции. Пенополистиролом с таким коэффициентом можно утеплять межэтажные перекрытия, кровельные скаты в этажных многоквартирных домах и частном секторе.

Наиболее низкое значение теплопроводности имеют пенопласты, которые в маркировке имеют число «35». Такими материалами стараются утеплять заглубленные фундаменты, взлетно-посадочные полосы, автомобильные дороги и другие капитальные сооружения промышленного характера. Для дома такие плиты утеплителей использовать нерационально.

Положительные и отрицательные свойства ППУ

Для более удобного понимания сути, свойств и области применения материала надо иметь представление не только о физических и химических свойствах, но и знать его положительные и отрицательные стороны.

Положительные

1. У пенополиуретана хорошая адгезия. Он без проблем пристаёт к деревянной, металлической, бетонной поверхностям. Для него не нужны дополнительные крепёжные элементы. Благодаря своей эластичной структуре и способу нанесения пенополиуретан хорошо ложится на неровные основания. Перед его нанесением поверхность не нуждается в дополнительной обработке грунтом или краской.
2. У ППУ низкая стоимость. Он производится прямо на строительной площадке путём смешивания двух компонентов. Отсутствуют затраты на дополнительную транспортировку и изготовление.
3. Пенополиуретан – это лёгкий материал, который не нагружает строительные конструкции.
4. Кроме тепло- и звукоизоляции пенополиуретан укрепляет несущие стены, делая конструкцию более прочной и долговечной.
5. На него практически не оказывают влияние экстремально низкие и высокие температуры. ППУ не разрушается от цикличного замораживания и размораживания.
6. У покрытия из пенополиуретана монолитная структура. Нет щелей для появления мостиков холода. Ветер его не продувает.

Отрицательные

1. ППУ быстро разрушается под действием ультрафиолетовых лучей. Поэтому он не остаётся в открытом состоянии, а требует защиты. Его можно покрыть слоем краски или оштукатурить. Также подойдет использование различных облицовочных панелей.
2. Пенополиуретан – это негорючий материал. Всё равно его не рекомендуется использовать в местах возможного соприкосновения с открытым огнём. Если это технически невозможно, то ППУ закрывается огнестойким гипсокартоном.