Сравнения и расчеты теплопроводности

Сравнения и расчеты теплопроводности

Сравнение эффективности популярных материалов-утеплителей.

В домах современного типа наибольшие потери тепла происходят через стены. Согласно СНиП 23-01-99 теплосопротивление стен жилых и производственных зданиий, в среднем по России, должно иметь значение не ниже R=3,0.

Теплосопротивление (R=м² * °С / Вт) стены зависит от материала, из которого она сделана.

Особенности

Пенополиуретан представляет собой синтетическую пену в виде прямоугольного полотна, которое имеет различную толщину и является удобным в применении. По сути, пенополиуретан можно охарактеризовать как разновидность пластмассы. ППУ изобрели в далеком 1937 году немецкие ученые под руководством химика Отто Байера. В то время материал еще не пользовался такой большой популярностью, однако было понятно, что он обладает уникальными свойствами, и что его ожидает множество возможностей для дальнейшего использования в производстве.

В наши дни пенополиуретан пользуется большой популярностью. Изготовление ППУ является вполне осуществимой задачей. Это легко сделать прямо на стройплощадке, для этого всего лишь нужно соблюдать необходимые пропорции специальных ингредиентов. Пласты делают при помощи заливки компонентов нефтехимической переработки в специальную форму. После тщательного перемешивания происходит распределение смеси в подготовленные формы с прессом, где материал затвердевает и принимает необходимую форму и размеры.

По своей структуре материал получается пористым, с наличием ячеек, которые заполняются газообразным веществом. Размеры ячеек влияют на плотность материала.

По типу жесткости различают несколько видов листового пенополиуретана:

  • стандартный вариант;
  • жесткий материал;
  • пенополиуретан повышенной жесткости;
  • высокоэластичный;
  • эластичный трудносгораемый.

Жесткий эластичный трудносгораемый утеплитель марки ППУ-ЭР обладает высокими теплоизоляционными свойствами. Его технические характеристики делают материал незаменимым при обустройстве зданий и промышленных предприятий. Этот материал используется в областях производства с большой долей ответственности, таких как автомобильная промышленность и авиация.

Жесткий листовой пенополиуретан отлично зарекомендовал себя при утеплении стен. Этот материал производится в форме плит и обладает шумоподавляющими свойствами. Монтаж стен в здании производится как с наружной, так и с внутренней стороны. Жесткий пенополиуретан отлично подходит для утепления трубопроводов. Зачастую применяют специальные формы, прикрепляющиеся на трубы при помощи хомутов или проволоки, что, в свою очередь, помогает сохранить тепло и защищает их от повреждений и низких температур воздуха.

О сфере применения пенополиуретана

Пенополиуретан является великолепным теплоизолирующим материалом. Он имеет идеально устраивающие свойства для выполнения ремонта получивших повреждение кровель. Его задействуют при теплоизоляции длительное время прослуживших довольно ветхих зданий. Ремонтники ценят значительную оперативность выполнения ремонтных теплоизоляционных работ с применением напыления ППУ. По деньгам экономия выполненного изоляционного процесса достигает 55 процентов, времени экономится чуть ли не 80 процентов.

Пенопласт применяют для решения теплоизоляционных задач в отношении теплотрасс. Технология нанесения гарантирует создание имеющего монолитные свойства гидроизоирующего покрытия. Следует побеспокоиться только вопросом защиты покрытия от солнечного ультрафиолета, что обеспечивается покраской изолированной трубы.

Используя технологическую методику нанесения ППУ, можно без каких-либо проблем утеплять чердачные пространства практически любой по сложности конфигурации. При необходимости можно теплоизолировать фасады и стены. Этот материал является идеальным для применения в подвальном помещении, теплоизоляция фундамента прослужит максимально длительное время. Пенополиуретан не подвержен гниению и разложению.

Про паронепроницаемость и влажность напыляемой ППУ пены

В помещениях с повышенной влажностью никакой другой утеплитель нормально работать не способен. Бассейны, бани, сушильные камеры. Ничто, кроме ППУ не способно обеспечивать сопротивление теплопередаче при относительной влажности 80 и более процентов.

Противопаказания по применению ППУ также связаны с его паронепроницаемостью. Допустим, имеется дом из пеноблока или из бруса или из бревен, т.е. из дышащих материалов. Если такое здание утеплить методом напыления ППУ, то ни в коем случае нельзя наносить тонкий слой.

Например, по тепловому расчету будет достаточно 37мм, чтобы обеспечить требуемое сопроивление теплопередаче, но в этом случае есть риск получить точку росы на границе стены (а стена из дышащего, т.е. паропроницаемого материала!) и ППУ. В этом случае стена намокнет, в помещении будет сыро, есть риск появления плесени и грибка.

Поэтому следует рассчитывать такую толщину ППУ, чтобы точка росы не оказалась ни в паропроницаемом материале стены ни между стеной и теплоизоляцией. Если напылить нужную толщину ППУ, то не будет проблем ни с древесиной ни с пеноблоком, они не будут намокать.

Сравнение пенополиуретана или пенополистирола

Сравнивать эти материалы мы будем на примере производства промышленных холодильных дверей и морозильных камер. Понятно, что при производстве такого оборудования важны все без исключения характеристики теплоизоляционного материала:

  1. Коэффициент теплопроводности;
  2. Срок эксплуатации;
  3. Стоимость;
  4. Прочность материала;
  5. Температура эксплуатации;
  6. Гигроскопичность;
  7. Пожарная безопасность;
  8. Био- и химическая устойчивость;
  9. Стойкость к изменению формы/объема;
  10. Экологичность;

Технические характеристики

Главным и самым важным параметром теплоизоляционного материала (особенно при производстве холодильного оборудования) как известно является его теплопроводность. При сравнении пенополиуретана и пенополистирола по этому параметру, ППУ окажется эффективнее, поскольку его коэффицент теплопроводности равен 0.019 – 0.028 Вт/м*К, против 0.04 – 0.06 Вт/м*К у пенополистирола. Ниже в таблице приведены сравнительные технические характеристики пенополиуретана (ППУ) и пенополистирола (ППС).

Материал Плотность (кг/м3) Коэффициент теплопроводности (Вт/м*К) Температура эксплуатации (°С) Срок эксплуатации (лет) Пористость
ППУ 25 — 750 0.019 – 0.028 -160…+150 50 закрытая
ППС 40 — 150 0.04 – 0.06 -100…+80 15 закрытая

Как видно из таблицы пенополиуретан (ППУ) имеет более широкий температурный диапазон эксплуатации, что важно при его использовании в холодильном оборудовании (где температура внутри помещении в разы отличается от температуры за «бортом»). Также (ППУ) обладает значительно большим сроком службы.

Но это далеко не все характеристики, по которым можно провести сравнение этих материалов. Давайте рассмотрим физические свойства ППУ и ППС.

Физические свойства

При производстве холодильных дверей и камер, немаловажную роль играют такие характеристики как горючесть материала, его гигроскопичность (способность впитывать влагу), прочность, экологичность. Ниже в таблице приведены сравнительные физические свойства пенополиуретана (ППУ) и пенополистирола (ППС).

Свойство Пенополистирол (ППС) Пенополиуретан (ППУ)
Пожаробезопасность Горюч Не горюч
Экологичность При температуре свыше 60°C выделяет фенол. Соответствует санитарным нормам, можно применять при температуре до 180 °C без опасений.
Гигроскопичность При попадании на панель влаги происходит ее впитывание и при воздействии низких температур она замерзает и разрушает пенопласт. Не гигророскопичен, отталкивает воду с поверхности.
Прочность Хрупкий, легко ломается, подвержен образованию трещин. Достаточно прочный, плотность в 5 раз выше пенопласта.
Био/химическая устойчивость Высокая влажность может стать причиной появления плесени и грибка на плитах, что станет причиной неблагоприятного микроклимата в помещении. Влагоустойчив. Не подлежит гниению и образованию плесени.
Стойкость к изменению формы/объема Со временем материал оседает и сжимается, что негативно сказывается на теплоизоляции. Свойства материала не меняются на протяжении всего срока эксплуатации.

Чем отличается пенополиуретан от искусственного латекса?

Для того, чтобы лучше ознакомиться с особенностями этих материалов рассмотрим их плюсы и минусы.

Преимущества и недостатки искусственного латекса

Начнем с достоинств этого материала:

  • Высокий срок службы, при этом на протяжении всего времени эксплуатации сохраняет первоначальные свойства.
  • Ортопедические свойства. Такое изделие создает максимально комфортные условия для сна, поддерживая Ваш позвоночник и ,как следствие, сохраняя здоровье вашей спины.
  • Воздухообмен. Наполнитель «дышащий», поэтому сохраняется чистота и свежесть.
  • Не прихотлив в уходе. Не нужны специальные средства или периодическое проветривание. А для максимально простого ухода достаточно использовать наматрасник.
Читайте также  Температура плавления пенопласта

Теперь обозначим недостатки:

  • Наличие специфического запаха в первые дни после покупки. Однако стоит отметить, что этот недостаток всего лишь временный.

Плюсы и минусы пенополиуретана

Для начала рассмотрим преимущества:

  • Доступная цена. Изделия из ППУ не относятся к дорогостоящим. Практически каждый сможет позволить себе покупку такого матраса.
  • Устойчивость к нагрузкам. ППУ подходит людям с высокой массой тела.
  • Как и в случае с предыдущим материалом, матрас с ППУ отлично выполняет ортопедические функции.
  • Циркуляция воздуха, что предотвращает появление конденсата или опасных микроорганизмов.

Из минусов ППУ можно выделить:

  • Опять же, возможность специфического запаха, так как продукт ненатуральный.

Вы могли явно заметить, что искусственный латекс и ППУ имеют похожие плюсы и минусы. Это объясняется схожими компонентами в их составе.

Для начала отметим, что иногда искусственный латекс называют вязкоэластичным пенополиуретаном. Но это не значит, что можно поставить знак равенства между этими наполнителями. Латекс в отличии от обычного ППУ имеет разнородную структуру, то есть ячейки, заполненные воздухом, имеют разный размер. Благодаря этому различную нагрузку отрабатывают группы пустот по размеру.

Еще одно различие — плотность продукции. У ППУ она несколько ниже, такой матрас менее жесткий.

Выбор материала зависит от того, какие функции он должен выполнять, обеспечивая комфорт именно Вам.

Таким образом, нельзя однозначно ответить на вопрос: «Что лучше: искусственный латекс или пенополиуретан?» Для каждого человека ощущение комфорта индивидуально, поэтому выбор остается за Вами, так как только лично можно выбрать подходящий вариант.

Преимущества и недостатки пенополистирола

Обычный пенополистирол относительно хорошо впитывает влагу, поэтому следует использовать клей с более высокой плотностью Пенополистирол — это обычный пенопласт, который знаком всем. Его применяют уже не первый год и все его плюсы и минусы давно известны. По своей сути это 98% пузырьков воздуха заключенных в 2% полистирола.

Существует два типа пенополистирола — обычный (вспененный) и экструдированный. За счет большей плотности последний обладает лучшими теплофизическими свойствами, он более прочен и долговечен.

Оба вида пенопласта выпускаются в виде плит различной толщины. Как отличить один от другого? Попробуйте отломить кусочек с края плиты. У дешевого, упаковочного пенопласта по разлому будут маленькие шарики. Качественный, экструдированный пенопласт на разломе покажет правильные многогранники.

К основным преимуществам пенопласта можно отнести следующее:

    Пенопласт

  • относительно низкая цена;
  • небольшая теплопроводность;
  • простота и удобство монтажа;
  • большой выбор листов разной толщины и плотности.
  • Преимущества экструдированного пенополистирола в сравнении с обычным пенопластом заключается в:

      Экструдированный пенополистирол

  • более низком водопоглощении — в несколько раз меньше, чем у обычного вспененного;
  • более высокой прочности;
  • длительном сроке службы.
    • водопоглощающие свойства обычного пенопласта — у влажного пенополистирола снижаются теплоизоляционные свойства и он быстрее приходит в негодность;
    • малый срок эксплуатации — всего 10-15 лет;
    • грызуны в нем часто устраивают свои гнезда;
    • разрушение под воздействием внешних факторов — малейшее попадание солнечных лучей через некачественную штукатурку начинает разрушать утеплитель;
    • деформация в процессе использования;
    • пожароопасность — хорошо горит, при горении выделяется достаточно большое количество ядовитых веществ.

    В чем разница между полиуретановым и пенопластовым плинтусом?

    Чтобы лучше понять, какой будет лучшим именно для Вас, давайте определим, в чем вообще разница между полиуретаном и пенопластом?

    Полиуретановые плинтуса

    Пример работы с полиуретановым плинтусом

    Это багеты, изготовленные из вспененного пластика. Свойства полиуретана впечатляют:

    • он твердый, а значит хорошо переносит транспортировку и монтаж;
    • благодаря добавлению каучука может гнуться;
    • он хорошо переносит перепады температуры (только представьте: от -70 до +120 градусов!);
    • не боится влажности;
    • в случае плинтуса с узором – контуры рисунка ровные, четкие, такие плинтуса практически невозможно отличить от плинтусов ручной работы, а значит выглядят они дорого и благородно.

    Полиуретановые потолочные плинтуса применяют для помещений со сложной геометрией, где присутствуют криволинейные стены и подвесные потолки, а также для оформления арок и порталов. Специально для этих случаев производят отдельную серию гибких плинтусов с пометкой flex.

    На ощупь такие плинтуса напоминают резиновую поверхность, во время изгиба рисунок на них не деформируется, если, конечно Вы выбрали качественный плинтус.

    Будьте осторожны при выборе полиуретановых плинтусов: на рынке появилось много аналогов, отличить которые можно по неравномерной геометрии, рыхлости, отсутствием маркировки на задней части, а также сведений о сертификации изделия.

    Пенопластовые или пенополистирольные плинтуса

    Пример работы с пенопластовым плинтусом

    Это багеты, которые изготавливают из пенопласта. Метод изготовления является решающим в качестве конечного изделия. Если на упаковке написано «инжекционный» — это самый дешевый и хрупкий вариант, на поверхности такого плинтуса будут видны пенопластовые «шарики», замаскировать которые не всегда получается. Если же плинтус «экструдированный» – значит плотность изделия выше, контуры ровнее, поверхностьгладкая и однородная.

    Свойства пенопластовых плинтусов:

    • вес очень маленький, практически невесомые
    • не боятся влажности
    • легко разрезаются

    Пенополистирольные плинтуса часто выбирают тогда, когда есть риск, что более тяжелое изделие (полиуретан или гипс) может отклеиться от стен. А еще тогда, когда бюджет на ремонт ограничен. Важно покрасить такие плинтуса, их белоснежный вид в «сыром» виде обманчив: поверхность желтеет, если не покрыть ее краской.

    Что лучше?

    Учитывая все характеристики утеплителей, становится ясно, что разница между минватой, пенополистиролом и пенополиуретаном огромная.

    Поэтому ответ на вопрос: «Что лучше минвата или пенополиуретан?» очевиден — это пенополиуретан.

    Из личного опыта автора. У меня дом — каркасник. Сначала сделал утепление стен из обычного пенопласта толщиной 8 см, вставил листы между стойками и залил швы монтажной пеной. Жары в доме особенной не было и все звуки будто на улице. Через пару лет решил проверить его состояние, снял сайдинг.

    Мыши прогрызли дыры, швы потрескались, образовались щели. В результате всё убрал, засыпал эковатой. Намучался с ней, конечно. В то время мало было информации о ППУ, так бы сразу его использовал. Если бы я изначально знал о свойствах ППУ, то не эксперементировал-бы, а сделал-бы всё сразу по уму.

    Наша компания «Твой тёплый дом» обладает огромным опытом подбора толщины утеплителя ППУ, его плотности в зависимости от утепляемого объекта.

    Надеюсь, что вам нужен долгосрочный утеплитель на 60 лет, который будет эффективно сберегать тепло в доме и ваши деньги.

    Дадим полную бесплатную консультацию по вашему объекту. При необходимости выедем на место для полного осмотра.

    Нажимая кнопку «Отправить заявку», вы принимаете Пользовательское соглашение и подтверждаете, что ознакомлены и согласны с Политикой конфиденциальности данного сайта