Теплопроводность плит из пенополистирола

Природный камень, кирпич и бетон обладают необходимой для долговечных построек прочностью, но проводят тепло изнутри помещения. Высокий энергосберегающий уровень ограждающим конструкциям обеспечивают плиты из пенополистирола. Сверхнизкая теплопроводность ячеистого материала объясняется его структурой, состоящей на 98 % из газа. Воздух, диоксид углерода или метан, которым заполнены закрытые полимерные капсулы, имеют слабую способность переносить энергию. Поэтому пенопласт используют для изоляции холодильного оборудования, трубопроводов, стен, перекрытий, фундамента и кровли.

Теплотехнические характеристики

Способность материала передавать энергию от нагретой поверхности к холодной через движущиеся частицы называют теплообменом. Чем толще защитный слой и разреженнее молекулярный состав, тем выше его изоляционные свойства. Количество энергии, которую может передать вещество при разности температуры в 1 градус на единицу расстояния, определяет коэффициент теплопроводности с размерностью Вт/мК. Газонаполненная структура пенопласта замедляет процесс теплообмена в многослойных ограждающих конструкциях и сокращает энергетические потери.

Характеристики пенополистирола зависят от способа и технологии производства. Суспензионный пенопласт (ПСБ) получают при смешивании газа и стирольных гранул под воздействием горячего пара без применения пресса. Вспененные полимерные капсулы заполняют форму и спекаются в виде плит или полуцилиндров для труб. Термопроводность суспензионной изоляции не превышает 0,045 Вт/мК. Маркировка ПСБ-С указывает на присутствие углекислоты в составе пожаробезопасного пенопласта.

Технология выдавливания вспененного полимера через экструдер позволяет получить однородный материал с мелкими одинаковыми ячейками. Плиты ЭППС обладают прочностью, которой не хватает суспензионному пенопласту. Более низкая теплопроводность экструдированного пенополистирола до 0,034 Вт/мК по сравнению с ПСБ объясняется тонкими стенками и размерами микрокапсул. Плотная структура не пропускает даже водяной пар, что повышает коэффициент термического сопротивления изоляции.

Вакуумный пенополистирол изготавливают без предварительного вспенивания гранул. Процесс смешивания происходит во вращающемся активаторе без доступа воздуха. После остывания и конденсации газа в закрытых полимерных капсулах образуется вакуум, который не проводит тепло. Плотность однородной массы позволяет распиливать и фрезеровать пенопласт без деформации. Коэффициент теплопроводности вакуумного пенополистирола составляет 0,032–0,033 Вт/мК.

«Черный» пенопласт изготавливают методом экструзии с добавлением графитового порошка, который влияет на характеристики изоляции. Безвредный углеродный наполнитель повышает прочность массива, накапливает и отражает инфракрасное излучение. За счет графитовой добавки теплопроводность пенопласта снижается до 0,028 Вт/мК и не превышает 0,032 Вт/мК в нормальных условиях эксплуатации. Плотность ППС при этом не влияет на коэффициент термосопротивления ячеистого полимера.

От чего зависит теплопроводность?

На коэффициент сопротивления теплопередаче влияет плотность и влагопроницаемость пористого материала. Чем больше воды впитывает пенопласт, тем лучшим проводником становится. Поэтому суспензионный пенополистирол по сравнению с экструзионным хуже изолирует ограждающие конструкции. К тому же, хрупкие плиты имеют неточные размеры и их трудно уложить без образования «мостиков холода».

Марка указывает на максимальную плотность материала. Для изоляции наружных стен, дверных и оконных откосов используют ПСБ 25 и 35. Коэффициент теплопроводности популярных марок существенно не отличается при равных условиях эксплуатации. Сравнение плотности влияет лишь на толщину изоляционного слоя и сферу его применения.

На ответственных участках фасада, кровле, для изоляции фундаментов и цокольных этажей применяют плиты из пенополистирола. Плотность экструзионного полимера позволяет утеплять им плоские эксплуатируемые крыши и дорожные покрытия. Водопоглощение Пенплекса не превышает 0,1 % за сутки и 0,4 % за месяц, что способствует сохранению теплоизоляционных свойств материала.

Теплопроводность пенополистирола в сухом виде практически не зависит от марки. На коэффициент термического сопротивления пенопласта влияет способность поглощать и удерживать влагу. Плотность и гигроскопичность ячеистого материала формируются в процессе изготовления: методом вспенивания и стабилизации плит, составом наполняющего газа, укрепляющими добавками. На эффективность утепления влияет толщина изоляции. Слой ЭППС в 20 мм способны заменить 35 мм каменной ваты, 200 мм древесины, 250 мм пеноблоков или 350 мм кирпича. Сравнение в пользу ППС определяет его популярность во время облицовки наружных фасадов.