Теплопроводные свойства пенополистирола

Утепление дома – задача со множеством вариантов и способов решения, один из которых – пенополистирол (или же, как его чаще называют в народе, пенопласт). Помимо практичности, небольшого веса, простоты в монтаже и экологичности, этот материал обладает крайне важным свойством для любого жилья – низкая теплопроводность, позволяющая сберечь помещение от холода.

penoup

Ключевые факторы высокой теплоизоляции пенопласта

Для начала уясним, что теплопроводность – это передача энергии от одних микрочастиц к другим при их соприкосновении. Чем меньше этот показатель, тем меньше тепла будет проводить через себя материал. Это и называется изоляционным свойством.

Пенополистирол

penoup

Наиболее низкой проводимостью тепловой энергии обладает воздух, что в первую очередь и используется при изготовлении пенопласта. Многочисленные ячейки его пористой структуры наполнены газом (воздухом), который составляет львиные 98% от состава всего материала.

Однако даже с таким преимуществом свойства пенопласта зависят ещё и от целого ряда дополнительных факторов, которые обязательно должны быть учтены при утеплении помещений:

  • Толщина слоя пенополистирола. Всегда можно добиться более качественного уровня теплоизоляции, попросту увеличив её используемые объёмы. Так, проводимость пенопласта толщиной в 500 мм будет гораздо более ниже, чем у аналогичного по плотности, но более тонкого слоя в 100 мм.
  • Влажность. Чем меньше её в материале, тем лучше. Любая жидкость всегда негативно сказывается на теплоизоляционных характеристиках.
  • Средние показатели температуры слоя. Увеличение нагрева также ухудшает теплоизоляционные свойства пенопласта.

В сравнительном познании

Строительный рынок невероятно богат на огромный ассортимент всевозможных утеплителей. В том же числе это касается и многочисленных разновидностей полистирольного пенопласта.

Экструдированный

Характеристики каждого из них так или иначе разнятся между собой. К примеру, экструдированный вариант состоит из такого же вещества, что и обычный. Единственное отличие заключается в том, что в процессе изготовления первого применяется иная технология по созданию гранул. Благодаря чему он получается легче своего аналога. При этом экструдированный пенопласт обладает ещё и более лучшей теплоизоляцией.

Однако теплопроводность пенополистирола крайне зависима и от толщины используемых слоёв. Более очевидным образом это заметно в сравнении с иными утеплителями.

К примеру, лист из минеральной ваты толщиной в 100-120 мм вполне можно вытеснить менее габаритным 50-60 мм пенополистирольным вариантом (соотношение 1:2). Эти же 50 мм полностью равноценны 8.5 см кирпичной закладки и 21 см бетонного слоя.

С другой стороны, те же 100 мм «Пеноплекса» покажут ещё более низкую теплопроводность по сравнению с пенопластом. Для равных показателей потребуется соотношение 100 мм первого к 125 мм второго (1:1.25).

Решающий коэффициент теплопроводности

В расчётах этого параметра используется греческий символ λ, размерность которого определяется как Вт/(м*К):

  • Вт – это то количество энергии (Ватт), которое материал способен предавать через себя;
  • м – в метрах измеряется расстояние, на которое тепло проходит через какой-либо материал;
  • К – определённый перепад температур (Кельвины), при котором происходит передача энергии.


К примеру, наивысшими показателями теплопроводности обладают металлы, стекло, камни. Они не способны надолго сохранить энергию, в отличии от воздуха и газов – лучших природных теплоизоляторов. Поэтому пористая структура пенопласта обладает гораздо меньшей проводимостью тепла.

Вспененный пенополистирол
penoup
Среди всего множества строительных материалов особенно стоит отметить пенопласт ПСБ-С 15/25/35, пробковую мелочь и пенополиуретан – они заметно выделяются своим низким коэффициентом теплопроводности. Экструдированный пенополистирол в сравнении со своим обычным аналогом также выглядит довольно привлекательно: 0.03 Вт/(м*К) против 0.038.

Подробнее о габаритах приобретаемого пенополистирола

Эффективное применение любой теплоизоляции напрямую связано с правильным подбором размеров материала. За эти вычисления отвечает достаточно простой алгоритм, который без труда способен освоить любой гражданин со школьным аттестатом за плечами.

Общий порядок действий таков:

  1. Узнать общее теплосопротивление в условиях своего региона проживания. Эта величина климата постоянна. Для Юга России, к примеру, она составляет 2,8 кВт/м2. Для Средней полосы это значение равняется 4,2 кВт/м2.
  2. После этого необходимо выяснить значение теплосопротивления самой стены дома. Для этого потребуется знать её толщину p и λ материала, из которого она состоит (значение этого коэффициента для любого материала можно без труда найти в сети Интернет).

Уже на основе этих сведений находим R стены по формуле p/λ:

  1. Вычислить необходимое значение сопротивления для пенополистирола по формуле: R общее — R стены.
  2. Наконец, остаётся лишь узнать необходимую толщину пенопласта. Её находим по формуле p = R изоляции * λ. Обратите внимание, что в качестве λ здесь обозначен расчётный коэффициент теплопроводности материала.

Наглядный пример: резиденту одного из регионов Средней полосы нужно выяснить, какой толщины подобрать слой пенопласта, плотность которого составляет 30 кг/м3. Стена его дома состоит только из силикатного кирпича (утепляется участок длиной в 50 см).

Плотность

Из всего набора условий выявляем начальные сведения:

  • Общее теплосопротивление в регионе = 4,2 кВт/м2
  • λ пенопласта = 0,047 Вт/(м*К)

Далее вычисляем R стен. Т.к. коэффициент теплопроводности силикатного кирпича составляет 0,7 Вт/(м*К), его значение сопротивления будет следующим:

R стены = 0,5/0,7 = 0,71 кВт/м2

Аналогичную величину рассчитываем и для пенопласта:

R пенополистирола = 4,2 – 0,71 = 3,49 кВт/м2

И уже на основе полученных данных узнаём необходимую для своих нужд толщину изоляционного слоя:

p = 3,49 * 0,047 = 0,16 м

Подобный алгоритм вычислений несомненно пригодится и в любой другой местности. Главное – правильно выяснить начальные данные. Всегда помните, что грамотный подбор пенопласта в необходимых размерах заведомо избавит от лишних материальных и временных затрат.

При этом итоговый результат окажется гораздо более лучше всех ожиданий. Сравните сами: 10 см пенополистирола способны заменить целую кладку в один кирпич (но только при условии 15-17 кг/м3 плотности). Однако листы с ещё более плотные листы дадут возможность обойтись уже без пары рядов камней. Наконец, даже вычисления доказывают, что пара сантиметров пенопласта полностью эквивалентны 50 см кирпичной стены.

penoup

Автор: Николай Наумов