Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Коэффициент теплопроводности пены монтажной


адгезия, теплостойкость, параметры по ГОСТу

Большинство современных строительных работ осуществляется с использованием монтажной пены. Это универсальное вещество может быть использовано в конструкциях любого типа для герметизация швов и стыков, повышения шумо- и гидроизоляционных свойств. Технические характеристики монтажной пены во многом влияют на качество результата. Поэтому так важно разбираться в разновидностях и свойствах материала.

Состав монтажной пены необходимо подбирать, опираясь на тип проводимого ремонта, личные навыки работы с веществом. Разделить все многообразие веществ можно на 2 основных группы:

  • Однокомпонентные – чаще всего этот вид представляет собой полиуретановую структуру. Продается смесь готовой к использованию, так как уже находится под давлением.

  • Двухкомпонентные составы подходят для осуществления работ профессиональными работниками в промышленных масштабах. Залогом успешного использования такой пены является соблюдение пропорций при смешивании.

Большим спросом пользуется первая группа, со смесями можно работать сразу же после приобретения. В составе можно найти такие вещества:

  • Предполимеры, выступающие основой в виде изоцианата, полиола.
  • Вытеснительный газ.
  • Присадочные вещества, обеспечивающие оптимальное образование объемов пены и повышающие степень сцепления.

Эксплуатационные свойства

Рабочие свойства строительного материала одновременно являются его особенностями и плюсами:

  • Высокий уровень сцепления с практически любыми поверхностями: камень, металл, полимеры, пластик, дерево.
  • Устойчивость к перепадам температур, способность сохранять первоначальные свойства в диапазоне от -5 до +90 °C.
  • Вещество является диэлектриком.
  • Максимально быстрое схватывание и застывание от 8 минут до одних суток, после завершения полимеризации не выделяет токсины.
  • Некоторые разновидности монтажной пены являются негорючими, отличаются повышенной влагостойкостью.
  • Звукопоглощающие и звукоизоляционные характеристики.
  • В жидком виде имеет упругую и эластичную консистенцию, которая позволяет заполнять даже труднодоступные выемки и щели, защищает от разрушений вследствие разрыва.
  • Обладает низкой теплопроводностью.
  • Даже за весь длительный период эксплуатации дает минимальную усадку в размере 5%.
  • Высокая устойчивость к воздействию вредных химических веществ.
  • Отличается повышенной прочностью.

Отличительной особенностью и признаком качества пены считается светлый с зеленцой или желтоватый оттенок.

Основные технические параметры

Большинство перечисленных свойств производители обычно указывают на упаковке строительного материала. Некоторые параметры строительной смеси позволяют выявить ее качество.

Первичное расширение

Расширение пенной смеси при монтаже оказывает влияние на ее заполняющее свойство, надежность готового шва, его прочность и упругость. Пена меняет свой объем сразу же после надавливания на рычаг пистолета. То есть, ложиться в щели или на поверхность материала она уже будет, проходя первичное расширение. Состав увеличит свой объем в несколько раз.

Вторичное расширение и усадка

Под этим параметром подразумевается дальнейшее увеличение объема смеси после первичного расширения до момента полного застывания, в зависимости от марки продукции. Этот параметр может отличаться или варьироваться в пределах 15-100%. Однако, чем ниже этот показатель, тем для материала лучше. Так как из-за неправильного расчета количества вещества можно с легкостью деформировать и даже сломать конструкции, такие как деревянные окна или ПВХ-системы.

Скорость полимеризации

Если учитывать условия эксплуатации с температурой 20 °C и влажностью 65%, высыхание верхнего слоя наступает, в среднем, спустя 3 часа. То есть, за этот период времени пена уже набирает свой полезный объем. Через 4 часа застывшую смесь уже можно обрезать. Чтобы герметик полностью застыл, должно пройти до одних суток времени. Способствует скорейшей полимеризации строительной смеси обычная вода. После нанесения вещества на него можно разбрызгать небольшое количество жидкости.

Адгезия

Адгезия – это способность монтажной пены к сцеплению с разнородными поверхностями. Она с легкостью сцепляется с любым материалом, но не сможет справиться с силиконом, льдом, маслом, тефлоном, полипропиленом и полиэтиленом. Это список самых очевидных и не предназначенных для склейки материалов.

Теплостойкость

Существует класс В3, где после затвердевания, отвердения и застывания монтажная пена будет выполнять свои функции в пределах от -40 до +90 °C. В непродолжительных промежутках времени до 130 °C.

Разновидности с пометкой B2 являются невоспламеняемыми и самозатухающими.

Назначение класса В1 – негорючесть пены. Ее огнестойкость длится до 4 часов.

Боязнь ультрафиолетовых лучей

Основа пены из полиуретана наделена нужными для эксплуатации свойствами, но для чего она непригодна, так это для нахождения под воздействием УФ. Под влиянием УФ лучей материал начинает менять цвет на более темный и постепенно терять прочность, разрушаться. Для защиты необходимо нанесение слоя грунтовки, чтобы исключить прямой контакт пены с солнцем.

Основные виды монтажного вещества

Все виды монтажной пены делятся на несколько крупных групп.

По способу применения различают:

  • Вещество профессионального назначения.
  • Стандартную или полупрофессиональную пену.

Пена для профессионального использования помещена в особый строительный пистолет, оснащенный кольцом и клапаном. Благодаря этим деталям, можно регулировать объем выходящей из баллона смеси. Устройство позволяет помещать состав в самые труднодоступные места и обеспечивает экономию расходования. Обычно баллоны профессионального назначения представлены в виде емкостей 1000 мл и предназначены для осуществления больших объемов работ. Застывшая пена имеет однородную мелкоячеистую структуру, без повторного расширения, либо с очень низким, а также существенное отличие от бытовой в виде высокой плотности.

Разновидности для бытового использования оснащены специальной пластиковой трубкой и рычагом, который позволяет открывать клапан и выдавать смесь наружу. Обычно выпускается стандартная смесь в меньших емкостях, имеет более доступную цену, проста в эксплуатации. Основным плюсом стандартного образца является возможность использования неизрасходованных остатков из баллончика в течение месяца. Подходит такой бытовой вид больше для решения незначительных бытовых и ремонтных проблем.

В зависимости от времени года, когда проводится ремонт, различают такие виды монтажной пены:

  • Летние – подходят для диапазона от + 5 до +35 °C.
  • Зимние – могут выдержать холод до -18 °C, а плюсовую температуру выдерживают до +35 °C.
  • Универсальные – подходят для применения в диапазоне температур от -10 до +35 °C.

Очень важно знать, что указанная температура актуальна не для воздуха, а для поверхностей, с которыми будет осуществляться работа при помощи монтажной пены. Также температура будет влиять и на расход смеси. Чем ниже будет этот показатель, тем, соответственно, и меньше будет выход монтажной смеси, и наоборот.

Степень горючести – это ещё один критерий для классификации:

  • В1 – огнеупорный материал.
  • В2 – самозатухающий.
  • В3 – горючая смесь.

Часто при выборе нужного вида монтажной пены стоит обращать внимание на имя производителя и страну-изготовителя. Макрофлекс– это финская монтажная пена, которая находится в числе самых эффективных и популярных продуктов. Является универсальной находкой для новичков и профессионалов. Также к качественным торговым маркам относятся польский Tytan, эстонский Penosil и бельгийский Soudal.

На видео:  отличие бытовой и профессиональной монтажной пены

Параметры по ГОСТу

Основные параметры:

  • Плотность вещества 25-30 кг/м³.
  • Прочность на растяжение 0,12 Н/мм².
  • Прочность на разрыв и изгиб 12, 17 кг/см² соответственно.
  • Устойчивость в объеме 7%.
  • Сила склеивания и компрессии при минимальных величинах 3 N/см³.
  • Теплопроводность монтажной пены (коэффициент) 0,032 Вт/(м*К).
  • Класс огнеупорности В3 DIN 4102.
  • Стандартная теплоустойчивость — 40 + 90 °C, кратковременный показатель -55, +130 °C.
  • Температура возгорания 400 °C.

Можно ли использовать просроченную монтажную пену

В среднем, срок годности монтажной пены не превышает 18 месяцев, дата окончания пригодности указывается на упаковках. Просроченная монтажная пена уже не будет соответствовать всем изначально заявленным характеристикам, но эксплуатироваться всё же может. Чем больше времени стоит баллон, тем более вязким становится состав внутри него. Если пена просрочена, используя ее, будет сложно добиться качественного результата. Специалисты и вовсе рекомендуют не только не использовать такой состав, но и не обеспечивать хранение баллона у себя дома. Необходимо правильно утилизировать баллоны с пеной в специальных пунктах, не стоит бросать с силой тубы на землю, или тем более в огонь.

Применение материала: правила и уместные случаи

Каждая упаковка пены имеет стандартную инструкцию к применению, используется на каждом из этапов строительных работ. При ремонте дома или квартиры состав часто выполняет функции герметика. Если рассматривать конкретное применение смеси, то актуальными будут такие случаи:

Особенности использования базируются на соблюдении таких основных правил:

  1. Предварительно нужно подготовить площадь, подлежащую обработке пеной, очистить от грязи, пыли или других веществ.
  2. Обеспечить рукам защиту, надев резиновые перчатки, так как пену очень сложно отмывать с кожи.
  3. Обязательно необходимо изучить рекомендации производителя, указанные на упаковке.
  4. Поместить баллон пены в пистолет, после этого направить трубочку в нужную щель или поверхность.
  5. Швы заполняются на одну треть от всего объема, чтобы ускорить процесс затвердевания нужно сбрызнуть массу водой. Под влиянием влаги полимеризация вещества происходит быстрее.
  6. Через 15-30 минут можно заметить, что полное расширение пены закончено. Если в проемах не хватает вещества, можно добавить дополнительно немного смеси.
  7. После этого нужно оставить вещество на 24 часа для полного застывания.
  8. В завершении процедуры, нужно избавиться от излишков материала. Можно использовать для этого острый нож, что поможет идеально выровнять слой.

Меры предосторожности

Во время ремонта и при эксплуатации вещества, необходимо учитывать не только свойства монтажной пены, плюсы и минусы, но также соблюдать меры предосторожности. Основные из них:

  • Использовать смесь нужно в хорошо проветриваемых помещениях, так как при ее полимеризации выделяется бутан и углекислый газ, токсичные для человека.
  • Осуществлять работу нужно в специальной одежде и перчатках, прикрывать глаза специальными очками. При попадании монтажной пены на одежду или кожу, необходимо постараться сразу же устранить ее, пока она находится в жидком состоянии, так как после затвердевания она плохо поддается очистке.
  • Сам баллон с пеной необходимо хранить в темном месте, избегать попадания на него солнечных лучей, беречь его от огня.

 

Монтажная пена – это очень нужная и полезная вещь при ремонте, строительстве, монтаже конструкций. Она может выполнять функции герметиков, обеспечивать хорошую защиту от шума, удерживать тепло. Поэтому, к выбору вещества необходимо подходить правильно и осознанно, покупать только качественную продукцию. Очень важно соблюдать правила применения, чтобы обеспечить качество и надежность работы.

Особенности и применение монтажной пены (2 видео)

 

Особенности использования и технические характеристики монтажной пены ( 24 фото )

Коэффициент теплопроводности монтажной пены

Монтажная пена как утеплитель

Монтажные пены предназначены обычно для герметизации швов при монтаже оконных и дверных блоков и заполнения небольших пустот

[ Нажмите на фото
для увеличения ]

Монтажная пена — однокомпонентный полиуретановый полимер с газом, который вытесняет его из баллона. Монтажная пена как утеплитель используется во многих строительных конструкциях.

Использование теплоизоляционных свойств монтажной пены при монтаже оконных и дверных проемов

После выхода из баллона пена увеличивается в объеме и заполняет предоставленное ей пространство для запенивания. Полимеризация цены происходит за счет контакта с влагой в атмосферном воздухе. Пена имеет открытоячеистую структуру с не более чем 50% закрытых пор. В результате реакции полимера с влагой происходит выделение углекислого газа, которым заполнена половина ячеек пены, а другая половина заполнена воздухом. Коэффициент теплопроводности монтажной пены, как правило, не больше 0,033-0,04 Вт/м*С.

Монтажные пены предназначены обычно для герметизации швов при монтаже оконных и дверных блоков и заполнения небольших пустот.

Традиционно установка окна подразумевает следующее: крепление блока в проем, запенивание шва монтажной пеной, выполнение откосов подоконников и других конструктивных элементов. Нередко бывает, что лишняя пена обрезается для проведения дальнейших работ, например, оштукатуривания откосов, и соответственно значительно увеличивается количество открытых ячеек. Если шов выполнен не по ГОСТу, без необходимой гидро- и пароизоляции, то зимой влажность и пар из помещения будут постепенно замещать воздух в ячейках пены, пар будет диффундировать наружу постепенно и значительно снижая теплоизоляционные свойства пены. Летом процесс насыщения влагой будет продолжаться с другой стороны, со стороны дождя, может прибавиться процесс разрушения пены под влиянием УФ-лучей. В результате шов начнет промерзать и станет мостиком холода.

Для более полного сохранения теплоизоляционных свойств монтажной пены, как утеплителя при установке оконных и дверных блоков, разработаны технологические нормы, регулирующие устройства монтажного шва с использованием монтажной пены. В качестве теплоизолирующего слоя повсеместно сейчас применяется монтажная пена при условии стопроцентного сохранения поверхностного слоя неповрежденным. Иногда допустима срезка излишков, но только с внутренней стороны и только с устройством с этой стороны сплошного контура пароизоляции.

Монтажная пена как утеплитель

Использование монтажной пены как утеплителя — удовольствие дорогое. Существует много теплизолирующих материалов гораздо дешевле по цене, например, экструдированный пенополистирол. В частном домостроении при теплоизоляции небольших участков пену можно использовать, она обеспечивает прекрасное бесшовное, долговечное и монолитное покрытие без мостиков холода, наносить которое к тому же очень просто. Один баллон монтажной пены с выходом 50-60 л утеплит поверхность в 1 кв м толщиной слоя 4-8 см.


Теплопроводность пенополиуретана (ППУ)

На современном строительном производстве широко применяются теплоизоляционные материалы. Их использование позволяет значительно сократить сметную стоимость объекта, не потеряв при этом в качестве. Один из самых востребованных материалов на рынке утеплителей — пенополиуретан.

Пенополиуретан относится к группе искусственных газонаполненных пластмасс. Он состоит из полиуретана, между которым находятся пузырьки воздуха. Теплопроводность пенополиуретана практически равна нулю, что делает его незаменимым материалом на стройке и в быту. Различают несколько его видов:

  • Жёсткий пенополиуретан – новый и перспективный материал, который ещё не прошел проверку временем. На сегодняшний день учёным только предстоит изучить поведение этого материала через 30-40 лет эксплуатации. Его производят прямо на строительной площадке. Он наносится на поверхность методом напыления. Жёсткий ППУ используется для утепления и звукоизоляции цокольных и подвальных этажей, фундаментов.
  • Мягкий пенополиуретан – широко используется в качестве набивочной теплоизоляции и для изготовления различных предметов обихода. Его плотность 5-35 кг/м / .

Немного истории

Первые образцы пенополиуретана были получены в лаборатории города Леверкузен в 1937 году. Сначала не использовали как утеплитель. Из него изготавливали лепнину. Вторая мировая война внесла свои коррективы в динамику развития пенополиуретана. Его производство было приостановлено до начала 60-х годов. Для восстановления разрушенной инфраструктуры понадобилось много строительного материала. Пенополиуретан занял в этом списке достойное место.

Анализ технических характеристик ППУ

В этой статье будет рассмотрен жёсткий пенополиуретан. Его всё чаще используют на строительных площадках. У него низкая теплопроводимость и гидрофобность. ППУ не пропускает пары воды, не гниёт. На его поверхности не образуется грибок и плесень. Он не вступает в реакции с большинством реагентов.

Для всестороннего изучения этого теплоизоляционного материала рассматриваются его основные свойства:

  • Теплоизолирующие свойства.
  • Шумоизолирующие свойства.
  • Влагостойкость.
  • Паропроницаемость.
  • Поведение в различных химических средах.
  • Сопротивление открытому огню.
  • Плотность.
  • Срок эксплуатации.
  • Экологичность.

Сводная таблица усреднённых параметров основных теплоизоляционных и отделочных материалов

Теплоизолирующие свойства

Этот параметр напрямую зависит от величины ячейки и колеблется в диапазоне 0,019-0,035 Вт/мºС. Теплопроводность ячеистого ППУ хуже, чем у пенополистирола, керамзитового гравия и минеральной ваты. При одинаковой толщине слоя утеплителей — пенополиуретан сохраняет тепло намного эффективнее, чем вышеперечисленные материалы. Схема сравнения теплоизолирующих свойств различных строительных материалов

Шумоизолирующие свойства

Его пористая и ячеистая структура обеспечивает удовлетворительную звукоизоляцию, но не от всех видов шума.

Важно! Нет универсального вида шума. Поэтому один материал может эффективно защищать от ударных шумов, но совершенно не сопротивляться другим их видам.

Пенополиуретан эффективно защищает внутренние помещения от различных ударных шумов. Это значит, что он заглушит звуки громких шагов или танцев соседей сверху. С другой стороны, по многочисленным отзывам потребителей, ППУ практически не защищает внутреннее пространство от звуков с улицы, громких разговоров иди музыки.

Этому есть простое объяснение. Ячеистые материалы (пенополиуретан, пенопласт) благодаря своей структуре плохо гасят звуковые волны. Для этих целей лучше использовать утеплители с волокнистой структурой (минеральная вата). У них волны гасятся за счёт колебаний внутренних волокон.

Влагостойкость

Для правильного использования теплоизоляционных материалов надо знать, какой процент влаги он сможет впитать. У пенополиуретана этот показатель равен 1-3 процентам от объёма материала в сутки. Этот показатель значительно выше, чем у пенопласта и минеральной ваты. Для улучшения защиты от влаги в состав ППУ добавляют присадки. Например, обычное касторовое масло уменьшает его гидрофобность в 4 раза. Пример защиты фундамента ППУ ниже уровня земли (во влажной среде)

Паропроницаемость

По этому параметру у ячеистого пенополиуретана высокие показатели. Коэффициент его паропроницаемости µ=50. Для сравнения, у тяжелого бетона этот показатель в 40-50 раз ниже. ППУ подходит для обработки внешних поверхностей стен и фундаментов. Он может полностью остановить всасывание бетоном влаги. С другой стороны его не рекомендуется применять в воде. Есть вероятность возникновения химической реакции гидратации. Схема работы стенового «пирога» на отвод влаги

Важно! Не вся пенополиуретановая пена хорошо защищает. Есть несколько видов ячеистой пены без защитной оболочки. Для них нужна дополнительная пароизоляция.


ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МОНТАЖНОЙ ПЕНЫ

1. Налив – объём продукта, залитый в баллон. Так для пены KANZLER – объём продукта равен 550 мл, при объёме баллона в 650 мл. Оставшиеся 100 мл занимает сжатый газ, который вытесняет продукт наружу, при использовании баллона.

2. Избыточное давление в аэрозольном баллоне колеблется. Так для профессиональной пены Profpur Ultra 0,3 – 0,9 Мпа – это значение зависит от множества факторов: температуры воздуха, времени хранения баллона и т.д. Чем больше давление – тем с большей силой пена будет выходить из баллона.

3. Структура пены – зависит от залитого компонента, используемой формулы, условий, при которых происходило выпенивание. Так для профессиональной пены Patron MEGA 65 – структура мелко- и среднеячеистая, допускается наличие незначительных трещин и пустот.

4. Цвет – чаще варьируется от светло-жёлтого до жёлтого, хотя у разных производителей может отличаться, для огнестойких пен – цвет чаще всего от оранжевого до красного.

5. Время отлипа – время при котором до пены можно дотронуться и пена не прилипнет. В среднем для бытовых монтажных пен – это время составляет 13 минут, для профессиональных и огнестойких пен – 10 минут.

6. Время резки – это время при котором монтажная пена – может быть срезана, вскрыта для удаления её излишков. Для бытовых монтажных пен под ТМ «PROFPUR», «PATRON», «KANZLER» — время резки, в среднем, составляет 54 минуты, для профессиональных и огнестойких – 42 минуты.

7. Выход пены – это полный объём пены, вышедшей из баллона после отверждения. Выход пены зависит от налива пены, относительной влажности, температуры воздуха, рецептуры и т.д. Так для профессиональной монтажной пены PROFPUR Ultra – выход составляет до 65 литров.

8. Водопоглощение – показатель, который указывает: какой объём воды впитает пена за 24 часа, по отношению к своему объёму через имеющиеся ячейки и поры. Так для пены монтажной KANZLER – этот показатель составляет 1,5 % от общего объёма. При объёме пены, равной 27,5 литров – за 24 часа – KANZLER впитает в себя 0,4 литра воды.

9. Плотность для бытовой монтажной пены под ТМ «PROFPUR», «PATRON», «KANZLER» — составляет 15-30 кг/м3 , для профессиональных пен 11-20 кг/м3. Бытовые пены более плотные по своей структуре, профессиональные содержат больше газа в застывшей пене – отсюда и отличие по массе при равных объёмах.

10. Коэффициент теплопроводности для монтажных пен составляет, в среднем, 0,033Вт/м·°K – один из лучших показателей среди ныне известных строительных материалов. Чем меньше этот показатель – тем лучше, коэффициент теплопроводности свидетельствует о том, что 5 см толщины монтажной пены сопоставимы со стеной из силикатного кирпича более 1 метра: 103 см!

11. Температурный режим использования – это температура окружающей среды, при которой рекомендуется использовать баллон, в зависимости от производителя – этот параметр может отличаться: для всесезонной от -10°C до +35°C, для зимней от -18°C до +35°C, для летней от +5°C до +35°C.

12. Срок годности – период в течении которого монтажная пена внутри баллона сохраняет свои основные потребительские свойства, в среднем от 12 до 18 месяцев.

13. Показатель адгезии – указывает на то, с какой силой прилипает монтажная пена к поверхности, на которую наносится после полного отверждения. Средний показатель адгезии монтажной пены к бетону составляет 0,19-0,48 МПа.


Таблица теплопроводности и других качеств материалов для утепления

Да, в нашей стране, в отличие от стран с жарким климатом, бывают лютые зимы. Именно поэтому нужно строиться из теплых материалов с использованием специальных утеплителей. В ином случае все дорогое тепло от котлов и печей будет уходить через стены и другие перекрытия.

Нам нужно точно знать, какие из современных популярных материалов для утепления наиболее эффективны.

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность можно описать как процесс передачи тепловой энергии до наступления теплового равновесия. Температура, так или иначе, будет выровнена, вопрос только в скорости этого процесса. Если применить это понятие к дому, то ясно, что чем дольше температура внутри здания выравнивается с наружной, тем лучше. Проще говоря, насколько быстро дом остывает это вопрос того, какая теплопроводность его стен.

В числовой форме этот показатель характеризуется коэффициентом теплопроводности. Он показывает, сколько тепла за единицу времени проходит через единицу поверхности. Чем выше этот коэффициент у материала, тем быстрее он проводит тепло.

Теплопроводность утеплителей — это наиболее информативный показатель, и чем он ниже, тем материал эффективнее он сохраняет тепло (или прохладу в жаркие дни). Но существуют и другие показатели, которые влияют на выбор утеплителя.

Таблица теплопроводности утеплителей

В таблице указаны данные по наиболее широко применяемым утеплителям, которые используют в частном строительстве: минеральной ваты, пенополистирола, пенополиуретана и пенопласта. Также приведены сравнительные данные по другим видам.

Таблица теплопроводности утеплителей

  1. Утеплитель

Сравнение «+» и «-» поможет определить, какой утеплитель выбрать для конкретных целей.

Полезные показатели утеплителей

На какие основные показатели нужно обратить внимание при выборе утеплителя:

  • Теплопроводность при выборе утеплителя материала является основным показателем. Чем она ниже, тем лучшая теплоизоляция у этого материала,
  • Плотность напрямую влияет на массу материала, от нее зависит, какая дополнительная нагрузка придется на стены или перекрытия дома. Это очень просто вычислить, зная объем утеплителя и его плотность. Обычно теплоизоляционные свойства падают с ростом плотности материала. Чем легче утеплитель, тем проще с ним работать, а нагрузка на перекрытия будет минимальной,
  • Паропроницаемость показывает, как материал пропускает водяной пар. Высокий коэффициент говорит о том, что материал может увлажняться. Наоборот, низкий коэффициент указывает то, что материал не пропускает пар и образует конденсат. Материалы можно делить на 2 вида: а) ваты – материалы, состоящие из волокон. Они паропроницаемы, б) пены – это затвердевшая пенная масса особого вещества. Не пропускают пар ,
  • Водопоглощение — это способность вещества впитывать воду. Чем она выше, тем менее материал пригоден для утепления, тем более для наружных теплоизоляционных работ, ванной, кухни и других мест с повышенной влажностью,
  • Горючесть довольно понятный показатель, очевидно, что наилучшие материалы для утепления те, которые не горят. Также пригодны самозатухающие варианты,
  • Прочность на сжатие — это способность материала сохранить свою форму и толщину при механическом воздействии. Многие материалы хороши как утеплитель, но могут сжиматься, при этом снижаются их теплоизоляционные качества,
  • Хрупкость нежелательна для утеплителя, хотя и не является основополагающим качеством при выборе,
  • Долговечность определяет срок службы материала,
  • Толщина материала определяет, сколько пространства будет занимать теплоизоляция. При внутренних работах это важно, ведь чем тоньше слой материала, тем меньше полезного пространств он «съест»,
  • Экологичность материала особенно важна при выполнении внутреннего утепления. Нужно обратить внимание, не разлагается ли утеплитель на опасные составляющие, а также не выделяет ли он при пожаре токсичных веществ.

Кто на свете всех теплей?

Цель такого тщательного изучения утеплителей одна — узнать, какой из них лучше всех. Однако, это палка о двух концах, ведь материалы с высокой термоизоляцией могут иметь другие нежелательные характеристики.

Пенополиуретан или экструдированный пенополистирол

Нетрудно определить по таблице, что чемпион по теплоизоляции – это пенополиуретан. Но и цена его гораздо выше, нежели у полистирола или пенопласта. Все потому что он обладает двумя наиболее востребованными в строительстве качествами: негорючесть и водоотталкивающие свойства. Его трудно поджечь, поэтому пожарная безопасность такого утепления высока, к тому же он не боится намокнуть.

Но у пенополиуретана появилась настоящая альтернатива – экструдированный пенополистирол. По сути это тот же пенопласт, но прошедший дополнительную обработку – экструдировку, которая улучшила его. Это материал с равномерной структурой и замкнутыми ячейками, который представлен в виде листов разной толщины. От обычного пенопласта его отличает усиленная прочность и способность выдерживать механическое давление. Именно поэтому его можно назвать достойным конкурентом пенополиуретану. Единственный недостаток монтажа отдельных плит – швы, которые успешно заделываются монтажной пеной.

А уж чем вам удобнее пользоваться – жидким утеплителем из баллончика или плитами, выбирать только вам. Но помните, что эти материалы не «дышат» и могут образовывать эффект запотевших окон, так что все утепление может уйти из форточки во время проветривания. Поэтому утеплять такими материалами нужно разумно.

Минеральная вата или пенопласт

Если сравнивать минеральную вату и пенопласт, то их теплопроводность находится на одном уровне ≈ 0,5. Поэтому выбирая между этими материалами, неплохо было бы оценить и другие качества, такие как водопроницаемость. Так, монтаж ваты в местах с возможным намоканием нежелательна, поскольку она теряет свойства теплоизоляции на 50% при намокании на 20%. С другой стороны, вата «дышит» и пропускает пар, так что не будет образовываться конденсата. В доме, который утеплен ватой из базальтового волокна, не будут запотевать окна. И вата, в отличие от пенопласта, не горит.

Другие утеплители

Весьма популярны сейчас эко-материалы, такие как опилки, которые смешивают с глиной и используют для стен. Однако, такой приятный по цене материал как опилки, имеет много недостатков: горит, намокает и гниет. Не говоря уже о том, что набирая влагу, опилки теряют теплоизоляционные свойства.

Также набирает популярности дешевое и экологичное пеностекло, которое можно применять только без нагрузок, поскольку он весьма хрупок.

Выбирая утеплитель

Цены на энергоносители растут, и вместе с тем растет популярность на утеплители. В нашей статье представлена таблица теплопроводности материалов для утепления и сравнительный анализ популярных видов утеплителей. Главное, что хотелось бы отметить — хорошие показатели вы получите, приобретая только качественный сертифицированный продукт. Выбор теплоизоляционных материалов на рынке весьма широк и один вид утеплителя предлагается более чем пятью производителями. Много из них могут вас огорчить своим качеством, поэтому ориентируйтесь на отзывы тех, кто испытал конкретные торговые марки на «своей шкуре».


ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

Газонаполненная ППУ пластмаса обладает набором великолепных свойств и отличных характеристик, которые делают этот материал удобным и практичным для теплоизоляции и изготовления различных изделий.

В рамках данной статьи рассмотрим пенополиуретан, как утеплитель. Разберемся, какой утеплитель эффективнее, как определить толщину того или иного материала для теплоизоляции. Опираясь на законы теплофизики, сравним ППУ с другими строительными материалами. Попутно отметим интересные свойства пенополиуретана и упомянем про ограничения по применению.

Коэффициент теплопроводности ППУ

Наиболее важным параметром, характеризующим материал, как утеплитель, является коэффициент теплопроводности, обозначается малой греческой буквой лямда: λ, размерность Вт/(м•градС). Коэффициенты теплопроводности приведены в Приложение 3 «Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций» СНиП 2-3-79.

В среднем, коэффициент теплопроводности пенополиуретана 0,028 Вт/(м•градС). Много это или мало? Хорошо или плохо? Правда ли, что пенополиуретан лучше, как утеплитель, чем пенопласт, минеральная или каменная вата?

Термическое сопротивление теплоперередаче

Для ответа на эти вопросы, необходимо понимать, что такое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, которое определяется, как коэффициент термического сопротивления R-value. Размерность м2•градС/Вт. Рассчитывается по формуле: R-value = δ / λ, где δ – толщина слоя.

Стена или крыша дома состоит из нескольких слоев различных материалов. Например, стена дома: фасадный кирпич, утеплитель, пенобетон, штукатурка черновая, штукатурка чистовая, обои. Или слои плоской кровли: техноэласт, стяжка, утеплитель, пароизоляция, плита перекрытия.

И каждый слой по отдельности сопротивляется теплопередаче, т.е. препятствует, чтобы здание остывало, когда на улице холоднее, чем внутри или, наоборот, нагревалось, когда внутри прохладнее, чем снаружи.

Каждый из этих материалов характеризуется собственным коэффициентом теплопроводности. И каждый слой имеет свою толщину. Пенобетонный блок 200мм, плита перекрытия 220мм, техноэласт с присыпкой 4мм и т.д. Поэтому для каждого из этих слоев можно определить сопротивление теплопередаче Ri-value: лямда и толщина каждого слоя известны. И, чем больше будет значение Ri-value, тем лучше работает слой, как теплоизоляция.

Общее сопротивление теплопередаче Ro рассчитывается, как сумма сопротивления теплопередаче каждого слоя конструкции. Поэтому, если стена состоит из 6 слоев различных материалов, то следует определить R1-value, R2-value, …, R6-value, а затем суммировать.

Из формулы R-value = δ / λ, понятно, что, чем меньше λ используемого материала, тем меньше слой этого материала, и, наоборот, если конструкция состоит из слоев материалов с большими лямда, то слои должны быть толстыми.

Теплопроводность в сухом и влажном состоянии

Лямда 0,029 Вт/(м•градС) – очень хороший показатель для теплоизоляционного материала. Кстати, следует понимать, что лямда материала в сухом и влажном состоянии отличается. Во влажном состоянии лямда выше, т.е. материал хуже в качестве утеплителя, т.е. слой должен быть толще. У ппу во влажном состоянии λ=0,03 Вт/(м•градС).

Разница в 0,001 говорит о том, что пенополиуретан почти не намокает. Поэтому является отличным материалом для утепления. Для лучшего понимания, сравните с коэффициентами теплопроводности в сухом и влажном состоянии других материалов:

  • минеральная вата в сухом состоянии λ=0,048, а во влажном 0,058 Вт/(м•градС),
  • экструдированный пенополистирол в сухом состоянии λ=0,033, а во влажном 0,039 Вт/(м•градС),
  • кирпичная кладка в сухом состоянии λ=0,56, а во влажном 0,81 Вт/(м•градС).

При расчетах толщины материала в конструкции, следует исходить от коэффициента теплопроводности во влажном состоянии. Поэтому, чтобы обеспечить одно и то же сопротивление теплопередаче:

  • слой минеральной ваты должен быть почти в 2 раза толще, чем ППУ,
  • слой экструдированного пенополистирола должен быть на 30% толще, чем ППУ,
  • слой кирпичной кладки должен быть в 27 раз больше, чем толщина ППУ.

Почему нельзя построить дому только из ППУ

Исходя из вышеизложенного, получается, что дома седует строить из материалов с малым λ. Но это не возможно. Т.к. чем меньше лямда, тем меньше плотность и прочность материала. ППУ с лямда 0,03 Вт/(м•градС) это хороший утеплитель и, даже, субъективно прочный материал, но его легко повредить ножом, молотком, лопатой, ломом и т.д. У кирпича, камня, бетона лямда очень большие, поэтому, они плохие утеплители, но их уже сложно повредить.

Поэтому в строительных конструкция чередуют слои материалов. Внешнюю оболочку и несущий каркас изготавливают из прочных жестких материалов с большим значением коэффициента λ, а между ними укладывают малопрочный материал с малым лямда.

Заметим, что λ = 0,03 Вт/(м•градС) для ППУ характерно для материала при плотности 40…50 кг/м3. Есть ППУ с плотностью и 200 кг/м3. Это очень прочный материал, из него делают элементы мебели, строительного декора. В этом случае коэффициент теплопроводности значительно выше. Но к мебели не предъявляется требования, что она должна хранить тепло. И такой сверхпрочный утеплитель, буквально, как твердое дерево, не используется для утепления зданий и сооружений.

Толщина слоя ППУ для теплоизоляции

И, наконец, самое интересное – какой толщины должен быть слой ППУ для утепления?

Ответ на этот вопрос регламентируется в России нормативами сопротивления теплопередачи строительных конструкций по СНиП II-3-79 СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТЕХНИКА. Документ от 1979 года актуален до сих пор, с учетом дополнений. Последнее было в 2014 году.

На сегодняшний день, суммарное сопротивление теплопередаче стены Ro, например, в Новосибирске должно быть 3,69 м2•градС/Вт. Для московского региона это значение 3,20 м2•градС/Вт.

Поэтому, чтобы узнать необходимую толщину утеплителя ППУ для стены дома в Клину, следует рассчитать сопротивление теплопередаче каждого из слоев конструкции стены и сложить: Rкирпич-value + Rбетон-value + Rштукатурка-value. Получим некое значение Q м2•градС/Вт.

Далее определяем величину сопротивления теплопередаче, которая должна компенсироваться утеплителем. Для Московского региона это: (3,2-Q) м2•градС/Вт.

После чего, достаточно умножить полученное значение на коэффициент теплопроводности утеплителя, чтобы получить толщину слоя для выбранного материала: (3,2-Q) * λ [м].

Очевидно, что, чем меньше λ выбранного утеплителя, тем меньше слой теплоизоляции. И, т.к. у ППУ наименьшее лямда, то пенополиуретан являеется наиболее эффективным теплоизоляционным материалом.

Если желаете узнать точную толщину в мм утеплителя, применительно к конкретной конструкции дома, напишите нам. Мы рассчитаем и толщину ППУ и расход компонентов на 1м2 в кг и предложим наиболее подходящую марку сырья.

Мы также готовы выехать на объект и выполнить работу по нанесению ППУ заданным слоем или заполнению пустот между стенами. Всё необходимое оборудование у нас имеется, а наши рабочие обладают необходимыми знаниями и опытом, чтобы выполнить теплоизоляцию пенополиуретаном качественно.


Какие основные показатели монтажной пены?

1. Налив – объём продукта, залитый в баллон. Так для пены KANZLER – объём продукта равен 550 мл, при объёме баллона в 650 мл. Оставшиеся 100 мл занимает сжатый газ, который вытесняет продукт наружу, при использовании баллона.

2. Избыточное давление в аэрозольном баллоне колеблется. Так для профессиональной пены Profpur Ultra 0,3 – 0,9 Мпа – это значение зависит от множества факторов: температуры воздуха, времени хранения баллона и т.д. Чем больше давление – тем с большей силой пена будет выходить из баллона.


3. Структура пены – зависит от залитого компонента, используемой формулы, условий, при которых происходило выпенивание. Так для профессиональной пены Patron MEGA 65 – структура мелко- и среднеячеистая, допускается наличие незначительных трещин и пустот.


4. Цвет – чаще варьируется от светло-жёлтого до жёлтого, хотя у разных производителей может отличаться, для огнестойких пен – цвет чаще всего от оранжевого до красного.


5. Время отлипа – время при котором до пены можно дотронуться и пена не прилипнет. В среднем для бытовых монтажных пен – это время составляет 13 минут, для профессиональных и огнестойких пен – 10 минут.


6. Время резки – это время при котором монтажная пена – может быть срезана, вскрыта для удаления её излишков. Для бытовых монтажных пен под ТМ «PROFPUR», «PATRON», «KANZLER» - время резки, в среднем, составляет 54 минуты, для профессиональных и огнестойких – 42 минуты.


7. Выход пены – это полный объём пены, вышедшей из баллона после отверждения. Выход пены зависит от налива пены, относительной влажности, температуры воздуха, рецептуры и т.д. Так для профессиональной монтажной пены PROFPUR Ultra – выход составляет до 65 литров.


8. Водопоглощение – показатель, который указывает: какой объём воды впитает пена за 24 часа, по отношению к своему объёму через имеющиеся ячейки и поры. Так для пены монтажной KANZLER – этот показатель составляет 1,5 % от общего объёма. При объёме пены, равной 27,5 литров – за 24 часа – KANZLER впитает в себя 0,4 литра воды.


9. Плотность для бытовой монтажной пены под ТМ «PROFPUR», «PATRON», «KANZLER» - составляет 15-30 кг/м3 , для профессиональных пен 11-20 кг/м3. Бытовые пены более плотные по своей структуре, профессиональные содержат больше газа в застывшей пене – отсюда и отличие по массе при равных объёмах.


10. Коэффициент теплопроводности для монтажных пен составляет, в среднем, 0,033Вт/м·°K – один из лучших показателей среди ныне известных строительных материалов. Чем меньше этот показатель – тем лучше, коэффициент теплопроводности свидетельствует о том, что 5 см толщины монтажной пены сопоставимы со стеной из силикатного кирпича более 1 метра: 103 см!


11. Температурный режим использования – это температура окружающей среды, при которой рекомендуется использовать баллон, в зависимости от производителя – этот параметр может отличаться: для всесезонной от -10°C до +35°C, для зимней от -18°C до +35°C, для летней от +5°C до +35°C.


12. Срок годности – период в течении которого монтажная пена внутри баллона сохраняет свои основные потребительские свойства, в среднем от 12 до 18 месяцев.


13. Показатель адгезии – указывает на то, с какой силой прилипает монтажная пена к поверхности, на которую наносится после полного отверждения. Средний показатель адгезии монтажной пены к бетону составляет 0,19-0,48 МПа.

О влиянии воды на теплопроводность монтажной пены

Разумеется, попадание в монтажную пену 1 миллиграмма воды вряд ли приведет к нарушению теплозащиты помещения. Однако определенное критическое значение влагонакопления для монтажной пены все же существует. Сколько оно составляет, мы найти в результатах исследований монтажных или межпанельных швов не смогли, поэтому была вероятность, что для существенного изменения теплотехники необходимо промочить пену таким количеством воды, которого она никогда не наберет в реальных условиях. Целью описанного далее исследования как раз и являлась проверка этого факта.

Так как проверка с помощью расчета сложна и потому вряд ли будет интересна широким массам Читателей, мы приведем описание эксперимента, который позволил ответить на поставленный вопрос.

Суть проведенного эксперимента состояла в том, что образец монтажной пены промочили путем моделирования самого простого способа, по которому вода может попасть в пену – путем дождевания. Далее, этот образец пены помещался над источником «холода» - над емкостью со льдом, охлажденным до температуры -20°С. Через 1 час выдержки над источником холода с помощью тепловизора определялась температура поверхности монтажной пены с обратной от источника холода стороны. Для того чтобы можно было сравнить значения температуры промокшей и сухой пены, половина образца во время дождевания была закрыта гидроизоляционной пленкой. С видео эксперимента Вы можете ознакомиться ниже.

Как можно увидеть, температура сухой и промоченной монтажной пены отличается на 12,5°С. Много ли это или мало? Оценить это можно следующим образом. Средняя температура на внутренней поверхности монтажной пены зимой составляет в районе 10…15°С. Уменьшение температуры на 12,5°С означает, что температура будет составлять -2,5…2,5°С, что практически гарантированно приведет к конденсации влаги на поверхности монтажной пены и в приграничной с внутренней поверхностью области. В свою очередь это приведет к смещению изотерм внутрь здания и дальнейшему промоканию, а затем и промерзанию монтажного шва.

Отметим, что падение температуры на 12,5 °С произошло при влагонакоплении, равном 16,8%. Подобные эксперименты, проведенные в разное время, показали, что в среднем падение температуры на 10°С (которую мы лично для себя определили как существенное) происходит при влагонакоплении, равном 13%. Такое количество воды может попасть в монтажную пену не только во время дождя, но даже за счет конденсации потока влажного воздуха, проходящего сквозь шов изнутри помещения наружу. Таким образом, мы однозначно определили, что даже небольшое влагонакопление в монтажной пене приводит к резкому снижению ее теплотехнических свойств.


* Коэффициент теплопроводности характеризует способность вещества проводить тепло. Например, если материал имеет низкий коэффициент теплопроводности, то он плохо пропускает сквозь себя тепло или холод. Поэтому материалы с низкой теплопроводностью (например, минеральная вата или пенобетон) используют для теплоизоляции.

О влиянии воды на теплопроводность монтажной пены

Разумеется, попадание в монтажную пену 1 миллиграмма воды вряд ли приведет к нарушению теплозащиты помещения. Однако определенное критическое значение влагонакопления для монтажной пены все же существует. Сколько оно составляет, мы найти в результатах исследований монтажных или межпанельных швов не смогли, поэтому была вероятность, что для существенного изменения теплотехники необходимо промочить пену таким количеством воды, которого она никогда не наберет в реальных условиях. Целью описанного далее исследования как раз и являлась проверка этого факта.

Так как проверка с помощью расчета сложна и потому вряд ли будет интересна широким массам Читателей, мы приведем описание эксперимента, который позволил ответить на поставленный вопрос.

Суть проведенного эксперимента состояла в том, что образец монтажной пены промочили путем моделирования самого простого способа, по которому вода может попасть в пену – путем дождевания. Далее, этот образец пены помещался над источником «холода» - над емкостью со льдом, охлажденным до температуры -20°С. Через 1 час выдержки над источником холода с помощью тепловизора определялась температура поверхности монтажной пены с обратной от источника холода стороны. Для того чтобы можно было сравнить значения температуры промокшей и сухой пены, половина образца во время дождевания была закрыта гидроизоляционной пленкой. С видео эксперимента Вы можете ознакомиться ниже.

Как можно увидеть, температура сухой и промоченной монтажной пены отличается на 12,5°С. Много ли это или мало? Оценить это можно следующим образом. Средняя температура на внутренней поверхности монтажной пены зимой составляет в районе 10…15°С. Уменьшение температуры на 12,5°С означает, что температура будет составлять -2,5…2,5°С, что практически гарантированно приведет к конденсации влаги на поверхности монтажной пены и в приграничной с внутренней поверхностью области. В свою очередь это приведет к смещению изотерм внутрь здания и дальнейшему промоканию, а затем и промерзанию монтажного шва.

Отметим, что падение температуры на 12,5 °С произошло при влагонакоплении, равном 16,8%. Подобные эксперименты, проведенные в разное время, показали, что в среднем падение температуры на 10°С (которую мы лично для себя определили как существенное) происходит при влагонакоплении, равном 13%. Такое количество воды может попасть в монтажную пену не только во время дождя, но даже за счет конденсации потока влажного воздуха, проходящего сквозь шов изнутри помещения наружу. Таким образом, мы однозначно определили, что даже небольшое влагонакопление в монтажной пене приводит к резкому снижению ее теплотехнических свойств.


* Коэффициент теплопроводности характеризует способность вещества проводить тепло. Например, если материал имеет низкий коэффициент теплопроводности, то он плохо пропускает сквозь себя тепло или холод. Поэтому материалы с низкой теплопроводностью (например, минеральная вата или пенобетон) используют для теплоизоляции.

Таблица теплопроводности и других качеств материалов для утепления

Да, в нашей стране, в отличие от стран с жарким климатом, бывают лютые зимы. Именно поэтому нужно строиться из теплых материалов с использованием специальных утеплителей. В ином случае все дорогое тепло от котлов и печей будет уходить через стены и другие перекрытия.

Нам нужно точно знать, какие из современных популярных материалов для утепления наиболее эффективны.

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность можно описать как процесс передачи тепловой энергии до наступления теплового равновесия. Температура, так или иначе, будет выровнена, вопрос только в скорости этого процесса. Если применить это понятие к дому, то ясно, что чем дольше температура внутри здания выравнивается с наружной, тем лучше. Проще говоря, насколько быстро дом остывает это вопрос того, какая теплопроводность его стен.

В числовой форме этот показатель характеризуется коэффициентом теплопроводности. Он показывает, сколько тепла за единицу времени проходит через единицу поверхности. Чем выше этот коэффициент у материала, тем быстрее он проводит тепло.

Теплопроводность утеплителей — это наиболее информативный показатель, и чем он ниже, тем материал эффективнее он сохраняет тепло (или прохладу в жаркие дни). Но существуют и другие показатели, которые влияют на выбор утеплителя.

Таблица теплопроводности утеплителей

В таблице указаны данные по наиболее широко применяемым утеплителям, которые используют в частном строительстве: минеральной ваты, пенополистирола, пенополиуретана и пенопласта. Также приведены сравнительные данные по другим видам.

Таблица теплопроводности утеплителей

  1. Утеплитель
Теплопроводность, Вт/(м*С)Плотность, кг/м3Паропроницаемость, мг/ (м*ч*Па)«+»«-»Горюч.
Пенополиуретан0,023320,0-0,052.Бесшовный монтаж пеной; 3.Долгосрочность; 4.Лучшая тепло-, гидроизоляция1.недешевый 2. Не устойчив к УФ-излучениюСамозатухающий
0,02940
0,03560
0,04180
Пенополистирол (пенопласт)0,038400,013-0,051.Отлично изолирует; 2. Дешевый; 3. Влагонепроницаем1. Хрупкий; 2. Не «дышит» и образует конденсатГ3 и Г4. Сопротивление возгоранию и самозатухание
0,041100
0,05150
Экструдированный пенополистирол0,031330,0131.Очень низкая теплопроводность; 3.Влагонепроницаем; 4.Прочен на сжатие; 5. Не гниет и не плесневеет; 6. Эксплуатация от -50 °С до +75°С; 7.Удобен в монтаже.1. На порядок дороже пенопласта; 2. Восприимчив к органическим растворителям; 3. Паропроницаемость низкая, образует конденсат.Г1 у марок с антипеновыми добавками, другие Г3 и Г4. Сопротивление возгоранию и самозатухание
Минеральная (базальтовая) вата0,048500,49-0,61.Хорошая паропроницаемость –«дышит»; 2.Противостоит грибкам; 3.Звукоизоляция; 4.Высокая термоизоляция; 5.Механическая прочность; 6.Не сыпется1.НедешевыйОгнеупорный
0,056100
0,07200
Стекловолокно (стекловата)0,041-0,044155-2000,51.Низкая теплопроводность; 2.При пожарах не выделяет токсичных веществ1.Со временем теплоизоляция снижается; 2.Может появляться плесень; 3.Проблемный монтаж: волокна осыпаются и наносят вред коже, глазам; 4.Паропроницаемость низкая, образует конденсат.Не горит
Пенопласт ПВХ0,0521250,0231.Жесткий и удобный в монтаже1.Недолговечен; 2.Плохая паропроницаемость и образование конденсатаГ3 и Г4. Сопротивление возгоранию и самозатухание
Древесные опилки0,07-0,182301.Дешевизна; 2.Экологичность1.Портиться и гниет; 2.Теплоизоляционные свойства падают при высокой влажностиПожароопасен

Сравнение «+» и «-» поможет определить, какой утеплитель выбрать для конкретных целей.

Полезные показатели утеплителей

На какие основные показатели нужно обратить внимание при выборе утеплителя:

  • Теплопроводность при выборе утеплителя материала является основным показателем. Чем она ниже, тем лучшая теплоизоляция у этого материала;
  • Плотность напрямую влияет на массу материала, от нее зависит, какая дополнительная нагрузка придется на стены или перекрытия дома. Это очень просто вычислить, зная объем утеплителя и его плотность. Обычно теплоизоляционные свойства падают с ростом плотности материала. Чем легче утеплитель, тем проще с ним работать, а нагрузка на перекрытия будет минимальной;
  • Паропроницаемость показывает, как материал пропускает водяной пар. Высокий коэффициент говорит о том, что материал может увлажняться. Наоборот, низкий коэффициент указывает то, что материал не пропускает пар и образует конденсат. Материалы можно делить на 2 вида: а) ваты – материалы, состоящие из волокон. Они паропроницаемы; б) пены – это затвердевшая пенная масса особого вещества. Не пропускают пар ;
  • Водопоглощение — это способность вещества впитывать воду. Чем она выше, тем менее материал пригоден для утепления, тем более для наружных теплоизоляционных работ, ванной, кухни и других мест с повышенной влажностью;
  • Горючесть довольно понятный показатель, очевидно, что наилучшие материалы для утепления те, которые не горят. Также пригодны самозатухающие варианты;
  • Прочность на сжатие — это способность материала сохранить свою форму и толщину при механическом воздействии. Многие материалы хороши как утеплитель, но могут сжиматься, при этом снижаются их теплоизоляционные качества;
  • Хрупкость нежелательна для утеплителя, хотя и не является основополагающим качеством при выборе;
  • Долговечность определяет срок службы материала;
  • Толщина материала определяет, сколько пространства будет занимать теплоизоляция. При внутренних работах это важно, ведь чем тоньше слой материала, тем меньше полезного пространств он «съест»;
  • Экологичность материала особенно важна при выполнении внутреннего утепления. Нужно обратить внимание, не разлагается ли утеплитель на опасные составляющие, а также не выделяет ли он при пожаре токсичных веществ.

Кто на свете всех теплей?

Цель такого тщательного изучения утеплителей одна — узнать, какой из них лучше всех. Однако, это палка о двух концах, ведь материалы с высокой термоизоляцией могут иметь другие нежелательные характеристики.

Пенополиуретан или экструдированный пенополистирол

Нетрудно определить по таблице, что чемпион по теплоизоляции – это пенополиуретан. Но и цена его гораздо выше, нежели у полистирола или пенопласта. Все потому что он обладает двумя наиболее востребованными в строительстве качествами: негорючесть и водоотталкивающие свойства. Его трудно поджечь, поэтому пожарная безопасность такого утепления высока, к тому же он не боится намокнуть.

Но у пенополиуретана появилась настоящая альтернатива – экструдированный пенополистирол. По сути это тот же пенопласт, но прошедший дополнительную обработку – экструдировку, которая улучшила его. Это материал с равномерной структурой и замкнутыми ячейками, который представлен в виде листов разной толщины. От обычного пенопласта его отличает усиленная прочность и способность выдерживать механическое давление. Именно поэтому его можно назвать достойным конкурентом пенополиуретану. Единственный недостаток монтажа отдельных плит – швы, которые успешно заделываются монтажной пеной.

А уж чем вам удобнее пользоваться – жидким утеплителем из баллончика или плитами, выбирать только вам. Но помните, что эти материалы не «дышат» и могут образовывать эффект запотевших окон, так что все утепление может уйти из форточки во время проветривания. Поэтому утеплять такими материалами нужно разумно.

Минеральная вата или пенопласт

Если сравнивать минеральную вату и пенопласт, то их теплопроводность находится на одном уровне ≈ 0,5. Поэтому выбирая между этими материалами, неплохо было бы оценить и другие качества, такие как водопроницаемость. Так, монтаж ваты в местах с возможным намоканием нежелательна, поскольку она теряет свойства теплоизоляции на 50% при намокании на 20%. С другой стороны, вата «дышит» и пропускает пар, так что не будет образовываться конденсата. В доме, который утеплен ватой из базальтового волокна, не будут запотевать окна. И вата, в отличие от пенопласта, не горит.

Другие утеплители

Весьма популярны сейчас эко-материалы, такие как опилки, которые смешивают с глиной и используют для стен. Однако, такой приятный по цене материал как опилки, имеет много недостатков: горит, намокает и гниет. Не говоря уже о том, что набирая влагу, опилки теряют теплоизоляционные свойства.

Также набирает популярности дешевое и экологичное пеностекло, которое можно применять только без нагрузок, поскольку он весьма хрупок.

Выбирая утеплитель

Цены на энергоносители растут, и вместе с тем растет популярность на утеплители. В нашей статье представлена таблица теплопроводности материалов для утепления и сравнительный анализ популярных видов утеплителей. Главное, что хотелось бы отметить — хорошие показатели вы получите, приобретая только качественный сертифицированный продукт. Выбор теплоизоляционных материалов на рынке весьма широк и один вид утеплителя предлагается более чем пятью производителями. Много из них могут вас огорчить своим качеством, поэтому ориентируйтесь на отзывы тех, кто испытал конкретные торговые марки на «своей шкуре».

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Теплопроводность выбранных материалов и газов

Теплопроводность - это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло. Теплопроводность может быть определена как

"количество тепла, передаваемого через единицу толщины материала в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, за счет градиента единичной температуры в условиях устойчивого состояния"

Теплопроводность единицами являются [Вт / (м · К)] в системе СИ и [БТЕ / (час фут ° F)] в британской системе мер.

См. Также изменения теплопроводности в зависимости от температуры и давления , для: воздуха, аммиака, диоксида углерода и воды

Теплопроводность для обычных материалов и продуктов:

900 900 78 0,1 - 0,22 0,606
Теплопроводность
- k -
Вт / (м · К)

Материал / вещество Температура
25 o C
(77 o F)
125 o C
(257 o F)
225 o C
(437 o F)
Ацетали 0.23
Ацетон 0,16
Ацетилен (газ) 0,018
Акрил 0,2
Воздух, атмосфера (газ) 0,0262 0,0333 0,0398
Воздух, высота над уровнем моря 10000 м 0,020
Агат 10,9
Спирт 0.17
Глинозем 36 26
Алюминий
Алюминий Латунь 121
Оксид алюминия 30
Аммиак (газ) 0,0249 0,0369 0,0528
Сурьма 18,5
Яблоко (85.6% влажности) 0,39
Аргон (газ) 0,016
Асбоцементная плита 1) 0,744
Асбестоцементные листы 1) 0,166
Асбестоцемент 1) 2,07
Асбест в рыхлой упаковке 1) 0.15
Асбестовая плита 1) 0,14
Асфальт 0,75
Бальсовое дерево 0,048
Битум
Слои битума / войлока 0,5
Говядина постная (влажность 78,9%) 0.43 - 0,48
Бензол 0,16
Бериллий
Висмут 8,1
Битум 0,17
Доменный газ (газ) 0,02
Шкала котла 1,2 - 3,5
Бор 25
Латунь
Бризовый блок 0.10 - 0,20
Кирпич плотный 1,31
Кирпич противопожарный 0,47
Кирпич изоляционный 0,15
Кирпич обыкновенный (Строительный кирпич ) 0,6 -1,0
Кирпичная кладка плотная 1,6
Бром (газ) 0,004
Бронза
Руда бурого железа 0.58
Масло (влажность 15%) 0,20
Кадмий
Силикат кальция 0,05
Углерод 1,7
Двуокись углерода (газ) 0,0146
Окись углерода 0,0232
Чугун
Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированная 0.23

Ацетат целлюлозы, формованный, лист

0,17 - 0,33
Нитрат целлюлозы, целлулоид 0,12 - 0,21
Цемент, Портленд 0,29
Цемент, строительный раствор 1,73
Керамические материалы
Мел 0.09
Древесный уголь 0,084
Хлорированный полиэфир 0,13
Хлор (газ) 0,0081
Хром никелевая сталь 16,3
Хром
Оксид хрома 0,42
Глина, от сухой до влажной 0.15 - 1,8
Глина насыщенная 0,6 - 2,5
Уголь 0,2
Кобальт
Треск (влажность 83% содержание) 0,54
Кокс 0,184
Бетон, легкий 0,1 - 0,3
Бетон, средний 0.4 - 0,7
Бетон, плотный 1,0 - 1,8
Бетон, камень 1,7
Константан 23,3
Медь
Кориан (керамический наполнитель) 1,06
Пробковая плита 0,043
Пробка, повторно гранулированная 0.044
Пробка 0,07
Хлопок 0,04
Вата 0,029
Углеродистая сталь
Утеплитель из шерсти 0,029
Купроникель 30% 30
Алмаз 1000
Диатомовая земля (Sil-o-cel) 0.06
Диатомит 0,12
Дуралий
Земля, сухая 1,5
Эбонит 0,17
11,6
Моторное масло 0,15
Этан (газ) 0.018
Эфир 0,14
Этилен (газ) 0,017
Эпоксидный 0,35
Этиленгликоль 0,25
Перья 0,034
Войлок 0,04
Стекловолокно 0.04
Волокнистая изоляционная плита 0,048
Древесноволокнистая плита 0,2
Огнеупорный кирпич 500 o C 1,4
Фтор (газ) 0,0254
Пеностекло 0,045
Дихлордифторметан R-12 (газ) 0.007
Дихлордифторметан R-12 (жидкость) 0,09
Бензин 0,15
Стекло 1.05
Стекло, жемчуг, жемчуг 0,18
Стекло, жемчуг, насыщенное 0,76
Стекло, окно 0.96
Стекло-вата Изоляция 0,04
Глицерин 0,28
Золото
Гранит 1,7 - 4,0
Графит 168
Гравий 0,7
Земля или почва, очень влажная зона 1.4
Земля или почва, влажная зона 1,0
Земля или почва, сухая зона 0,5
Земля или почва, очень сухая зона 0,33
Гипсокартон 0,17
Волос 0,05
ДВП высокой плотности 0.15
Лиственных пород (дуб, клен ..) 0,16
Hastelloy C 12
Гелий (газ) 0,142
Мед ( 12,6% влажности) 0,5
Соляная кислота (газ) 0,013
Водород (газ) 0,168
Сероводород (газ) 0.013
Лед (0 o C, 32 o F) 2,18
Инконель 15
Чугун 47-58
Изоляционные материалы 0,035 - 0,16
Йод 0,44
Иридий 147
Железо
Оксид железа 0 .58
Капок изоляция 0,034
Керосин 0,15
Криптон (газ) 0,0088
Свинец
, сухой 0,14
Известняк 1,26 - 1,33
Литий
Магнезиальная изоляция (85%) 0.07
Магнезит 4,15
Магний
Магниевый сплав 70-145
Мрамор 2,08 - 2,94
Ртуть, жидкость
Метан (газ) 0,030
Метанол 0.21
Слюда 0,71
Молоко 0,53
Изоляционные материалы из минеральной ваты, шерстяные одеяла .. 0,04
Молибден
Монель
Неон (газ) 0,046
Неопрен 0.05
Никель
Оксид азота (газ) 0,0238
Азот (газ) 0,024
Закись азота (газ) 0,0151
Нейлон 6, Нейлон 6/6 0,25
Масло машинное смазочное SAE 50 0,15
Оливковое масло 0.17
Кислород (газ) 0,024
Палладий 70,9
Бумага 0,05
Парафиновый воск 0,25
Торф 0,08
Перлит, атмосферное давление 0,031
Перлит, вакуум 0.00137
Фенольные литые смолы 0,15
Формовочные смеси фенолформальдегид 0,13 - 0,25
Фосфорбронза 110 Pinchbe20 159
Шаг 0,13
Карьерный уголь 0.24
Гипс светлый 0,2
Гипс, металлическая планка 0,47
Гипс песочный 0,71
Гипс, деревянная планка 0,28
Пластилин 0,65 - 0,8
Пластмассы вспененные (изоляционные материалы) 0.03
Платина
Плутоний
Фанера 0,13
Поликарбонат 0,19
Полиэстер
Полиэтилен низкой плотности, PEL 0,33
Полиэтилен высокой плотности, PEH 0.42 - 0,51
Полиизопреновый каучук 0,13
Полиизопреновый каучук 0,16
Полиметилметакрилат 0,17 - 0,25
Полипропилен
Полистирол вспененный 0,03
Полистирол 0.043
Пенополиуретан 0,03
Фарфор 1,5
Калий 1
Картофель, сырое мясо 0,55
Пропан (газ) 0,015
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 0,25
Поливинилхлорид, ПВХ 0.19
Стекло Pyrex 1,005
Кварц минеральный 3
Радон (газ) 0,0033
Красный металл
Рений
Родий
Порода, твердая 2-7
Порода, пористая вулканическая (туф) 0.5 - 2,5
Изоляция из каменной ваты 0,045
Канифоль 0,32
Резина, ячеистая 0,045
Резина натуральная 0,13
Рубидий
Лосось (влажность 73%) 0,50
Песок сухой 0.15 - 0,25
Песок влажный 0,25 - 2
Песок насыщенный 2-4
Песчаник 1,7
Опилки 0,08
Селен
Овечья шерсть 0,039
Аэрогель кремнезема 0.02
Кремниевая литая смола 0,15 - 0,32
Карбид кремния 120
Кремниевое масло 0,1
Серебро
Шлаковая вата 0,042
Сланец 2,01
Снег (температура <0 o C) 0.05 - 0,25
Натрий
Хвойные породы (пихта, сосна ..) 0,12
Почва, глина 1,1
Почва, с органическими материи 0,15 - 2
Грунт насыщенный 0,6 - 4

Припой 50-50

50

Сажа

0.07

Насыщенный пар

0,0184
Пар низкого давления 0,0188
Стеатит 2
Сталь углеродистая
Сталь, нержавеющая сталь
Изоляция соломенной плиты, сжатая 0,09
Пенополистирол 0.033
Диоксид серы (газ) 0,0086
Сера кристаллическая 0,2
Сахара 0,087 - 0,22
Тантал
Смола 0,19
Теллур 4,9
Торий
Древесина, ольха 0.17
Лес, ясень 0,16
Лес, береза ​​ 0,14
Лес, лиственница 0,12
Лес, клен 0,16
Древесина дубовая 0,17
Древесина осина 0,14
Древесина оспа 0.19
Древесина, бук красный 0,14
Древесина, сосна красная 0,15
Древесина, сосна белая 0,15
Древесина ореха 0,15
Олово
Титан
Вольфрам
Уран
Пенополиуретан 0.021
Вакуум 0
Гранулы вермикулита 0,065
Виниловый эфир 0,25
Вода, пар (пар) 0,0267 0,0359
Пшеничная мука 0.45
Белый металл 35-70
Древесина поперек волокон, белая сосна 0,12
Древесина поперек волокон, бальза 0,055
Древесина поперек волокон, сосна желтая, древесина 0,147
Дерево, дуб 0,17
Шерсть, войлок 0.07
Древесная вата, плита 0,1 - 0,15
Ксенон (газ) 0,0051
Цинк

1) Асбест плохо для здоровья человека, когда крошечные абразивные волокна попадают в легкие, где они могут повредить легочную ткань. Это, по-видимому, усугубляется курением сигарет, в результате чего возникают мезотелиома и рак легких.

Пример - кондуктивная теплопередача через алюминиевый бак по сравнению с баком из нержавеющей стали

Кондуктивная теплопередача через стенку кастрюли может быть рассчитана как

q = (k / s) A dT (1)

или, альтернативно,

q / A = (к / с) dT

где

q = теплопередача (Вт, БТЕ / ч)

A = площадь поверхности ( м 2 , фут 2 )

q / A = теплопередача на единицу площади (Вт / м 2 , БТЕ / (ч фут 2 ))

k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (час фут ° F) )

dT = t 1 - t 2 = разница температур ( o C, o F)

s = толщина стены (м, фут)
9000 8

Калькулятор теплопроводности

k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (час фут ° F) )

с = толщина стенки (м, фут)

A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )

dT = t 1 - t 2 = разница температур ( o C, o F)

Примечание! - общая теплопередача через поверхность определяется « общим коэффициентом теплопередачи », который в дополнение к кондуктивной теплопередаче зависит от

Кондуктивная теплопередача через алюминиевую стенку горшка толщиной 2 мм - разность температур 80 o C

Коэффициент теплопроводности для алюминия составляет 215 Вт / (м · K) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

q / A = [(215 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м)] (80 o C)

= 8600000 (Вт / м 2 )

= 8600 (кВт / м 2 )

Проводящая теплопередача через стенку емкости из нержавеющей стали толщиной 2 мм - разница температур 80 o C

Теплопроводность для нержавеющей стали 17 Вт / (м · К) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

q / A = [(17 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м) ] (80 o C)

= 680000 (Вт / м 2 )

= 680 (кВт / м 2 )

.

Теплопроводность - обзор

Р. Тейлор, в Краткой энциклопедии перспективных керамических материалов, 1991

2 Однофазная кристаллическая керамика

С технологической точки зрения теплопроводность керамики представляет первостепенный интерес при высоких температурах (> 300 К). Выше температуры Дебая θ D (100–1000 K (от - 173 ° C до + 727 ° C) для большинства керамических материалов) в средней длине свободного пробега фононов будет преобладать рассеяние из-за процессов переброса.Различные расчеты показывают, что l обратно пропорционально T. Поскольку c и ν примерно постоянны выше θ D , это означает, что теплопроводность обратно пропорциональна температуре. При температурах ниже θ D фононные взаимодействия становятся менее эффективными при ограничении l и наблюдается более сильная зависимость длины пути взаимодействия от температуры.Для достаточно совершенных кристаллов это будет иметь вид l exp (θ D / bT ) (1 < b < 3). Это поведение показано в Fi

.

Удельное сопротивление и проводимость - температурные коэффициенты для обычных материалов

Удельное сопротивление равно

  • электрическое сопротивление единичного куба материала, измеренное между противоположными гранями куба

Калькулятор сопротивления электрического проводника

Этот калькулятор можно использовать для рассчитать электрическое сопротивление проводника.

Коэффициент удельного сопротивления (Ом · м) (значение по умолчанию для меди)

Площадь поперечного сечения проводника (мм 2 ) - Калибр провода AWG

Алюминий 2 .65 x 10 -8 3,8 x 10 -3 3,77 x 10 7
Алюминиевый сплав 3003, прокат 3,7 x 10 -8
Алюминиевый сплав 2014, отожженный 3,4 x 10 -8
Алюминиевый сплав 360 7,5 x 10 -8
Алюминиевая бронза 12 x 10 -8
Животный жир 14 x 10 -2
Животный жир 0.35
Сурьма 41,8 x 10 -8
Барий (0 o C) 30,2 x 10 -8
Бериллий 4,0 x 10 -8
Бериллиевая медь 25 7 x 10 -8
Висмут 115 x 10 -8
Латунь - 58% Cu 5.9 x 10 -8 1,5 x 10 -3
Латунь - 63% Cu 7,1 x 10 -8 1,5 x 10 -3
Кадмий 7,4 x 10 -8
Цезий (0 o C) 18,8 x 10 -8
Кальций (0 o C) 3,11 x 10 -8
Углерод (графит) 1) 3-60 x 10 -5 -4.8 x 10 -4
Чугун 100 x 10 -8
Церий (0 o C) 73 x 10 -8
Хромель (сплав хрома и алюминия) 0,58 x 10 -3
Хром 13 x 10 -8
Кобальт 9 x 10 -8
Константан 49 x 10 -8 3 x 10 -5 0.20 x 10 7
Медь 1,724 x 10 -8 4,29 x 10 -3 5,95 x 10 7
Купроникель 55-45 (константан) 43 x 10 -8
Диспрозий (0 o C) 89 x 10 -8
Эрбий (0 o C) 81 x 10 -8
Эврика 0.1 x 10 -3
Европий (0 o C) 89 x 10 -8
Гадолий 126 x 10 -8
Галлий (1,1K) 13,6 x 10 -8
Германий 1) 1 - 500 x 10 -3 -50 x 10 -3
Стекло 1 - 10000 x 10 9 10 -12
Золото 2.24 x 10 -8
Графит 800 x 10 -8 -2,0 x 10 -4
Гафний (0,35 K) 30,4 x 10 - 8
Hastelloy C 125 x 10 -8
Гольмий (0 o C) 90 x 10 -8
Индий ( 3.35K) 8 x 10 -8
Инконель 103 x 10 -8
Иридий 5,3 x 10 -8
Железо 9,71 x 10 -8 6,41 x 10 -3 1,03 x 10 7
Лантан (4,71K) 54 x 10 -8
Свинец 20.6 x 10 -8 0,45 x 10 7
Литий 9,28 x 10 -8
Лютеций 54 x 10 -8
Магний 4,45 x 10 -8
Магниевый сплав AZ31B 9 x 10 -8
Марганец 185 x 10 -8 1.0 x 10 -5
Меркурий 98,4 x 10 -8 8,9 x 10 -3 0,10 x 10 7
Слюда (мерцание) 1 x 10 13
Мягкая сталь 15 x 10 -8 6,6 x 10 -3
Молибден 5,2 x 10 -8
Монель 58 x 10 -8
Неодим 61 x 10 -8
Нихром (сплав никеля и хрома) 100 - 150 х 10 -8 0.40 x 10 -3
Никель 6,85 x 10 -8 6,41 x 10 -3
Никелин 50 x 10 -8 2,3 x 10 -4
Ниобий (колумбий) 13 x 10 -8
Осмий 9 x 10 -8
Палладий 10.5 x 10 -8
Фосфор 1 x 10 12
Платина 10,5 x 10 -8 3,93 x 10 -3 0,943 x 10 7
Плутоний 141,4 x 10 -8
Полоний 40 x 10 -8
Калий 7.01 x 10 -8
Празеодим 65 x 10 -8
Прометий 50 x 10 -8
Протактиний (1,4 K) 17,7 x 10 -8
Кварц (плавленый) 7,5 x 10 17
Рений (1,7 K) 17.2 x 10 -8
Родий 4,6 x 10 -8
Твердая резина 1 - 100 x 10 13
Рубидий 11,5 x 10 -8
Рутений (0,49K) 11,5 x 10 -8
Самарий 91,4 x 10 -8
Скандий 50.5 x 10 -8
Селен 12,0 x 10 -8
Кремний 1) 0,1-60 -70 x 10 -3
Серебро 1,59 x 10 -8 6,1 x 10 -3 6,29 x 10 7
Натрий 4,2 x 10 -8
Грунт, типичный грунт 10 -2 - 10 -4
Припой 15 x 10 -8
Нержавеющая сталь 10 6
Стронций 12.3 x 10 -8
Сера 1 x 10 17
Тантал 12,4 x 10 -8
Тербий 113 x 10 -8
Таллий (2,37K) 15 x 10 -8
Торий 18 x 10 -8
Тулий 67 x 10 -8
Олово 11.0 x 10 -8 4,2 x 10 -3
Титан 43 x 10 -8
Вольфрам 5,65 x 10 -8 4,5 x 10 -3 1,79 x 10 7
Уран 30 x 10 -8
Ванадий 25 x 10 -8
Вода дистиллированная 10 -4
Вода пресная 10 -2
Вода соленая 4
Иттербий 27.7 x 10 -8
Иттрий 55 x 10 -8
Цинк 5,92 x 10 -8 3,7 x 10 -3
Цирконий (0,55K) 38,8 x 10 -8

1) Примечание! - удельное сопротивление сильно зависит от наличия примесей в материале.

2 ) Примечание! - удельное сопротивление сильно зависит от температуры материала.Приведенная выше таблица основана на эталоне 20 o C.

Электрическое сопротивление в проводе

Электрическое сопротивление провода больше для более длинного провода и меньше для провода с большей площадью поперечного сечения. Сопротивление зависит от материала, из которого оно изготовлено, и может быть выражено как:

R = ρ L / A (1)

, где

R = сопротивление (Ом, ). Ω )

ρ = коэффициент удельного сопротивления (Ом · м, Ом · м)

L = длина провода (м)

A = площадь поперечного сечения провода (м 2 )

Коэффициент сопротивления, который учитывает природу материала, - это удельное сопротивление.Поскольку он зависит от температуры, его можно использовать для расчета сопротивления провода заданной геометрии при различных температурах.

Обратное сопротивление называется проводимостью и может быть выражено как:

σ = 1 / ρ (2)

, где

σ = проводимость (1 / Ом · м)

Пример - сопротивление алюминиевого провода

Сопротивление алюминиевого кабеля длиной 10 м и площадью поперечного сечения 3 мм 2 можно рассчитать как

R = (2.65 10 -8 Ом м) (10 м) / ((3 мм 2 ) (10 -6 м 2 / мм 2 ))

= 0,09 Ом

Сопротивление

Электрическое сопротивление компонента схемы или устройства определяется как отношение приложенного напряжения к протекающему через него электрическому току:

R = U / I (3)

, где

R = сопротивление (Ом)

U = напряжение (В)

I = ток (A)

Закон Ома

Если сопротивление постоянно превышает диапазон напряжения, затем закон Ома,

I = U / R (4)

можно использовать для прогнозирования поведения материала.

Зависимость удельного сопротивления от температуры

Изменение удельного сопротивления относительно температуры можно рассчитать как

= ρ α dt (5)

где

dρ = изменение удельного сопротивления ( Ом м 2 / м)

α = температурный коэффициент (1/ o C)

dt = изменение температуры ( o C)

Пример - изменение удельного сопротивления

Алюминий с удельным сопротивлением 2.65 x 10 -8 Ом · м 2 / м нагревается от 20 o C до 100 o C . Температурный коэффициент для алюминия составляет 3,8 x 10 -3 1/ o C . Изменение удельного сопротивления можно рассчитать как

dρ = (2,65 10 -8 Ом · м 2 / м) (3,8 10 -3 1/ o C) ((100 o C) - (20 o C))

= 0.8 10 -8 Ом м 2 / м

Окончательное удельное сопротивление можно рассчитать как

ρ = (2,65 10 -8 Ом м 2 / м) + (0,8 10 -8 Ом м 2 / м)

= 3,45 10 -8 Ом м 2 / м

Калькулятор коэффициента удельного сопротивления в зависимости от температуры

использоваться для расчета удельного сопротивления материала проводника в зависимости оттемпература.

ρ - Коэффициент удельного сопротивления (10 -8 Ом м 2 / м)

α - Температурный коэффициент (10 -3 1/ o C)

dt - изменение температуры ( o C)

Сопротивление и температура

Для большинства материалов электрическое сопротивление увеличивается с температурой.Изменение сопротивления может быть выражено как

dR / R с = α dT (6)

, где

dR = изменение сопротивления (Ом)

с = стандартное сопротивление согласно справочным таблицам (Ом)

α = температурный коэффициент сопротивления ( o C -1 )

dT = изменение температура от эталонной температуры ( o C, K)

(5) может быть изменена на:

dR = α dT R s (6b)

«Температурный коэффициент сопротивления» - α - материала - это увеличение сопротивления резистора 1 Ом из этого материала при повышении температуры 9 0013 1 o С .

Пример - сопротивление медного провода в жаркую погоду

Медный провод с сопротивлением 0,5 кОм при нормальной рабочей температуре 20 o C в жаркую солнечную погоду нагревается до 80 o C . Температурный коэффициент для меди составляет 4,29 x 10 -3 (1/ o C) , а изменение сопротивления можно рассчитать как

dR = ( 4,29 x 10 -3 1/ o C) ((80 o C) - (20 o C) ) (0.5 кОм)

= 0,13 (кОм)

Результирующее сопротивление медного провода в жаркую погоду будет

R = (0,5 кОм) + (0,13 кОм)

= 0,63 ( кОм)

= 630 (Ом)

Пример - сопротивление углеродного резистора при изменении температуры

Угольный резистор с сопротивлением 1 кОм при температуре 20 o C нагревается до 120 o С .Температурный коэффициент для углерода отрицательный. -4,8 x 10 -4 (1/ o C) - сопротивление снижается с повышением температуры.

Изменение сопротивления можно рассчитать как

dR = ( -4,8 x 10 -4 1/ o C) ((120 o C) - (20 o C) ) (1 кОм)

= - 0,048 (кОм)

Результирующее сопротивление для резистора будет

R = (1 кОм) - (0.048 кОм)

= 0,952 (кОм)

= 952 (Ом)

Калькулятор сопротивления в зависимости от температуры

Этот счетчик можно использовать для расчета сопротивления в проводнике в зависимости от температуры.

R с - сопротивление (10 3 (Ом)

α - температурный коэффициент (10 -3 1/ o C)

dt - Изменение температуры ( o C)

Температурные поправочные коэффициенты для сопротивления проводника

900
Температура проводника
(° C)
Коэффициент Преобразовать в 20 ° C Обратно в преобразовать из 20 ° C
5 1.064 0,940
6 1,059 0,944
7 1,055 0,948
8 1,050 0,952
9 1,046 0,956
10 1,042 0,960
11 1,037 0,964
12 1,033 0.968
13 1,029 0,972
14 1,025 0,976
15 1,020 0,980
16 1,016 0,984
17 1,012 0,988
18 1,008 0,992
19 1,004 0,996
20 1.000 1.000
21 0,996 1.004
22 0,992 1.008
23 0,988 1.012
24 0,984 1.016
25 0,980 1,020
26 0,977 1,024
27 0,973 1.028
28 0,969 1,032
29 0,965 1,036
30 0,962 1,040
31 0,958 1,044
32 0,954 1,048
33 0,951 1,052
.

Коэффициент теплового расширения - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

В основном твердые тела [1] расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. [2] Эта реакция на изменение температуры выражается как коэффициент теплового расширения .

Коэффициент теплового расширения используется:

Эти характеристики тесно связаны. Коэффициент объемного теплового расширения может быть измерен для всех веществ в конденсированных средах (жидкостей и твердых тел).Линейное тепловое расширение можно измерить только в твердом состоянии и широко используется в инженерных приложениях.

Коэффициенты теплового расширения для некоторых распространенных материалов [изменить | изменить источник]

 Расширение и сжатие материала необходимо учитывать при проектировании больших конструкций, при использовании ленты или цепи для измерения расстояний для геодезических изысканий, при проектировании форм для разливки горячего материала и в других инженерных приложениях, когда ожидаются большие изменения размеров из-за температуры. .Диапазон для α составляет от 10  -7  для твердых веществ до 10  -3  для органических жидкостей. α меняется в зависимости от температуры, а некоторые материалы имеют очень большие колебания. Некоторые значения для обычных материалов, указанные в миллионных долях на градус Цельсия: (ПРИМЕЧАНИЕ: это также может быть в градусах Кельвина, поскольку изменения температуры имеют соотношение 1: 1) 

Для приложений, использующих свойство теплового расширения, см. Биметаллический и ртутный термометр.

Термическое расширение также используется в механических приложениях для прилегания деталей друг к другу, например.грамм. втулка может быть установлена ​​на вал, сделав ее внутренний диаметр немного меньше диаметра вала, затем нагревая ее до тех пор, пока она не войдет на вал, и позволяя ей остыть после того, как она была надета на вал, таким образом достигая термоусадочная посадка '

Существуют сплавы с очень маленьким КТР, используемые в приложениях, требующих очень малых изменений физических размеров в диапазоне температур. Одним из них является инвар 36 с коэффициентом в диапазоне 0,6х10 -6 .Эти сплавы полезны в аэрокосмической отрасли, где возможны большие колебания температуры.

  1. ↑ Некоторые вещества имеют отрицательный коэффициент расширения и расширяются при охлаждении (например, замерзшая вода
  2. ↑ Причина в том, что во время теплопередачи изменяется энергия, запасенная в межмолекулярных связях между атомами. Когда запасенная энергия увеличивается, увеличивается и длина молекулярной связи.
.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение