Теплопроводность сэндвич-панелей
Теплопроводность сэндвич-панелей определяется сердечником: у пенополиуретана λ ≈ 0,019–0,022 Вт/(м·K), у PIR — 0,021–0,023, у минваты — 0,040–0,045. Поэтому панель ППУ 100 мм по теплозащите равна примерно 200 мм минеральной ваты. Сопротивление теплопередаче R = δ/λ; например, панель ППУ 100 мм даёт R ≈ 4,5–5 м²·K/Вт.
Характеристики сэндвич-панелей
Пенополиуретан среди теплоизолирующих материалов обладает наиболее низким коэффициентом теплопроводности (λ = 0,019 Вт/(м·°C)) и высокими гидроизолирующими свойствами (до 99 % закрытых пор), позволяющими использовать его даже как кровельный материал.
Пенополиуретан химически нейтрален к кислотным и щелочным средам. Класс горючести Г2. Пенополиуретан обладает высокой стойкостью по отношению к химическим соединениям.
Одно из основных применений жестких пенополиуретанов - технология использования в качестве теплоизоляционного слоя строительных стеновых и кровельных сэндвич-панелей, продиктованная такими уникальными качествами, как:
- Самый низкий коэффициент теплопроводности (0,019–0,025 Вт/(м·K));
- Низкая плотность (40–50 кг/м³);
- Высокая адгезионная прочность;
- Нет необходимости в крепежных элементах;
- Высокая акустическая изоляция;
- Отсутствие мостиков холода;
- Возможность изоляции конструкций любой конфигурации и размеров;
- Долговечность покрытий - не подвержены разложению и гниению, не разрушаются под воздействием сезонных температурных колебаний, атмосферных осадков, агрессивной промышленной атмосферы;
- Высокая экологичность получаемого материала - по гигиеническим нормам разрешено применение в холодильной технике для продовольственных продуктов.
Методом заливки пенополиуретана в пресс-форму можно получать формованные теплоизоляционные блоки («скорлупы» для трубопроводов, плиты, сэндвич-панели и т.д.).
Долговечность пенополиуретана
Сохранение эксплуатационных характеристик при старении (долговечность) является одним из важнейших показателей любого материала, предназначенного для использования в строительстве.
Хотя жесткие пенополиуретаны применяют в этой области сравнительно недавно, уже сегодня имеются надежные данные о поведении этих материалов в течение 20 лет эксплуатации. Кроме этих данных есть результаты лабораторных испытаний на ускоренное старение, которые дополняют и подтверждают данные натурных испытаний.
Жесткий пенополиуретан способен сохранять «равновесную» теплопроводность не менее 50 лет, а может быть, и значительно дольше. Если изделие имеет толстое сечение и доступ воздуха к нему ограничен, то можно гарантировать сохранение эксплуатационных свойств в течение очень длительного времени.
Результаты промышленной эксплуатации подтверждают поведение пенополиуретана в лабораторных условиях. Доказательством высокой долговечности жесткого пенополиуретана служат многочисленные примеры, когда на промышленных объектах этот пенопласт "работает" уже более 15 лет, и за это время никаких нареканий потребителей не было.
Результаты натурных испытаний вновь подтвердили высокую репутацию пенополиуретана у строителей.
Сравнительные таблицы
Двадцатилетний опыт успешной промышленной эксплуатации жесткого пенополиуретана позволил выявить не только пределы возможностей, но и дополнительные достоинства этого материала, к числу которых относится, прежде всего, способность сохранять низкую теплопроводность в течение длительного времени. К тому же было установлено, что во всех случаях, когда пенополиуретан вел себя неудовлетворительно, он или имел с самого начала низкое качество, или слишком жесткими были условия эксплуатации (температура выше 100 °C; постоянный контакт с жидкостью или газом, подаваемыми под высоким давлением, и т.п.).
| Материал | λ, Вт/(м·K) |
|---|---|
| Пенополиуретан | 0,019–0,025 |
| Пенобетон | 0,056–0,098 |
| Минвата | 0,04–0,045 |
| Пенополистирол | 0,03–0,037 |
| № п/п | Наименование показателей | Величина для различных марок ППУ |
|---|---|---|
| 1 | Кажущаяся плотность, кг/м. | 18–300 |
| 2 | Разрушающее напряжение, МПа, не менее | при сжатии 0,15–1,0 при изгибе 0,35–1,9 |
| 3 | Теплопроводность, Вт/мК | не более 0,019–0,03 |
| 4 | Кол-во закрытых пор, | не менее 85–95 |
| 5 | Водопоглощение, % объема | 1,2–2,1 |
| 6 | Горючесть | ГОСТ 12.1.044 (трудногорючие) |
| Теплоизолятор | Степень плотности (кг/м.куб) | Коэфф. теплопроводности (Вт/м*К) | Пористость | Срок эксплу-атации (лет) | Диапазон рабочих температур |
|---|---|---|---|---|---|
| ППУ жесткий | 40–160 | 0,019–0,025 | закрытая | 30 | −180– +180 |
| Минеральная вата | 55–150 | 0,052–0,058 | открытая | 5 | −40–+120 |
| Пробковая плита | 220–240 | 0,050–0,060 | закрытая | 3 | −30– +90 |
| Пенобетон | 250–400 | 0,145–0,160 | открытая | 10 | −30– +120 |
| Показатели | Пенополиуретан | Мин. вата |
|---|---|---|
| Коэффициент теплопроводности | 0,019–0,025 | 0,05–0,07 |
| Толщина | 40–120 мм | 80–220 мм |
| Эффективный срок службы | 25–30 лет | 5 лет |
| Производство работ | от 5 °C до 30 °C | от 5 °C до 30 °C |
| Влага, агрессивные среды | Устойчив | Теплоизоляционные свойства теряются, восстановлению не подлежит |
| Экологическая чистота | Безопасен ! Разрешено применение в жилых зданиях Минздравом РСФСР №07/6–561 от 26.12.86 | Аллерген |
| Рабочая температура | от −80 °C до +85 °C | от –65 до +600 °C |
| Фактические тепловые потери | в 1,7 раза ниже нормативных СниП 2.04.14–88 Энергосбережение, №1,1999 г. | Превышение нормативных после 12 месяцев эксплуатации |
| Технологические преимущества | переход на бесканальную прокладку тепловых сетей СНиП 2.04.07–86 (тепловые сети) СНиП 2.04.17–88 (тепловая изоляция оборудования и трубопроводов) ТУ 00012262–181–94 "Изделия из пенополиуретанов" СНиП 11–3–79 (Строительная теплотехника) ТУ 3497–44406476001–99 | нет |
Приведенные данные являются ориентировочными. При проектировании нужна проверка данных с учетом комплексного воздействия нагрузок (включая климатические).
Теплопроводность сэндвич-панелей по толщине
| Утеплитель, толщина | λ, Вт/(м·К) | R, м²·К/Вт |
|---|---|---|
| ППУ 80 мм | 0,022 | 3,6 |
| ППУ 100 мм | 0,022 | 4,5 |
| ППУ 150 мм | 0,022 | 6,8 |
| PIR 100 мм | 0,021 | 4,8 |
| Минвата 150 мм | 0,042 | 3,6 |
| Пенополистирол 150 мм | 0,038 | 3,9 |
Коэффициент теплопроводности сэндвич-панели 150 мм с ППУ — около 0,022 Вт/(м·К) для утеплителя; коэффициент теплопередачи панели с учётом поверхностей — около 0,14 Вт/(м²·К). Пенополиуретан при старении немного теряет свойства, поэтому в расчётах берут 0,023–0,025. Какую толщину выбрать для камеры — в статье выбор толщины панелей для холодильной камеры.
Частые вопросы
Какая теплопроводность у сэндвич-панели ППУ?
Около 0,019–0,022 Вт/(м·K) по сердечнику; с учётом стыков и замков расчётное значение для панели принимают 0,022–0,025 Вт/(м·K).
Как рассчитать теплопотери через сэндвич-панель?
Q = F · Δt / R, где F — площадь, Δt — разность температур снаружи и внутри, R — сопротивление теплопередаче: толщина делённая на теплопроводность плюс сопротивления поверхностей.
Какая теплопроводность сэндвич-панели 150 мм?
У утеплителя ППУ — около 0,022 Вт/(м·К), сопротивление теплопередаче панели — около 6,8 м²·К/Вт, коэффициент теплопередачи — около 0,14 Вт/(м²·К).
Читайте также