Wissenschaftler des unabhängigen Labors des Allrussischen Forschungsinstituts für physikalische, technische und funktechnische Messungen (VNIIFTRI) testeten die Wärmeleitfähigkeit bei verschiedenen Temperaturen der vier beliebtesten Isolatoren im Bauwesen: modifizierter Polyurethanschaum PIR, Polystyrol (extrusives XPS und geschäumtes EPS) und Mineralwolldämmung (MW).

Zweck der Prüfung- die Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von Materialien von der Temperatur im Bereich von -190 bis +80 C ermitteln.

VNIIFTRI ist eines der führenden metrologischen Institute in Russland, dem staatlichen Wissenschaftszentrum der Russischen Föderation. Dieses Institut ist für die Einheitlichkeit der Messungen verantwortlich und Hüter der Normen.

Nach den Ergebnissen der Messungen haben die Wissenschaftler die folgenden Tatsachen enthüllt:

Fakt 1: Die Wärmeleitfähigkeit aller untersuchten Materialien nimmt mit steigender Temperatur zu und umgekehrt mit sinkender Temperatur ab.

Fakt 2: PIR-Wärmedämmung hat aufgrund der Materialstruktur den besten Widerstand gegen Wärmeübertragung: geschlossene Zellen, gefüllt mit Gas mit extrem niedriger Wärmeleitfähigkeit.

Fakt 3: Abweichungen der Wärmeleitfähigkeit von Materialien von den Herstellerangaben festgestellt. Minimale Abweichungen für EPS, maximale Abweichungen für Mineralwolle.

Testmethode

Die Versuche wurden an der Anlage zur Messung der Wärmeleitfähigkeit „TAU-5“ (Bild 1) durchgeführt. Dieser Aufbau ist ein Referenzgerät der zweiten Kategorie mit einem zulässigen Grundfehler der Wärmeleitfähigkeitsmessung von 2 %.

Die Anlage implementiert die instationäre Methode eines beheizten Kreises und ist ein Reservoir mit flüssigem Stickstoff, in das die Prüflinge mit einer Heizung - einem Wärmeleitfähigkeitssensor - eingetaucht werden.

Foto 1. Installation "TAU-5"

Aus den vorgestellten Materialien (EPS/XPS/PIR/MB) wurden 2 Messproben in Form von Zylindern mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke von 15 mm hergestellt (Foto 2). Zwischen den Proben wurde eine Sensorheizung installiert. Somit wurden die eigentlichen Wärmeleitfähigkeitsmessungen an den in der Plattenmitte befindlichen Flächen durchgeführt.

Foto 2. Aussehen der Proben

Foto 3. Installation der ersten Hälfte der Probe, Sensorheizung, Installation des Sensors, Installation der zweiten Hälfte der Probe.

Messungen und Vergleich der Wärmeleitfähigkeit wurden in Luft bei Raumtemperatur 295 K (22C) und in Stickstoffatmosphäre im Temperaturbereich von 80 bis 360 K (-193/87C) in mehreren Serien durchgeführt: von 80 bis 360K in Schritten von 5-10K und von 360 bis 80K bei gleicher Tonhöhe. Die Messungen an jedem Punkt bei einer bestimmten Temperatur wurden in mehreren Stufen durchgeführt, bis die Standardabweichung nahe oder gleich Null festgestellt wurde (Abb. 1).

Abbildung 1. Die Ergebnisse der Konvergenz von Messungen an einem Punkt bei einer Temperatur von 300K/26C.

Allgemeine Testergebnisse

Die Testergebnisse zeigten, dass die Wärmeleitfähigkeit aller untersuchten Heizungen mit steigender Temperatur zunimmt, siehe Abb. 2.

Abbildung 2. Wärmeleitfähigkeit von TIM im Temperaturbereich von -190/+80 °C.

Testergebnisse für einzelne Materialien

XPS und EPS

Die Ergebnisse der Messungen von XPS- und EPS-Proben (Abb. 3, 4) zeigten, dass die Werte der Wärmeleitfähigkeit in Luft und in Stickstoff zu Beginn der ersten Serie übereinstimmten und erst nach dem Erhitzen auf 330 K (57 C) in der ersten Serie sank um 2 bzw. 2,5 %. Danach erfolgte eine Stabilisierung, und die Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit hat einen relativ glatten Charakter.

Der große Wertebereich sowie die Konkavität der Temperaturabhängigkeitskurve weisen auf das Vorhandensein von leichten Gasen mit hoher Wärmeleitfähigkeit in den Poren hin, die bei den Temperaturen des Phasenübergangs von Wasserdampf zu Eis gefrieren.

Bemerkenswerterweise schneidet die Temperaturabhängigkeit der EPS-Wärmeleitfähigkeit die XPS-Abhängigkeiten (Abbildung 2). Bei -80 °C ist sie niedriger, beim Auftauen von Gasen höher).

Abbildung 3. Wärmeleitfähigkeit von XPS im Temperaturbereich von -190/+80 °C.

Abbildung 4. Wärmeleitfähigkeit von EPS im Temperaturbereich von -190/+80 °C.

Mineralwolle

Bei der Messung von Mineralwolleproben stimmten die Wärmeleitfähigkeitswerte von offenporigem Material im Gegensatz zu geschlossenporigem in Luft und in Stickstoff praktisch überein (Abb. 5) auch nach Erwärmung auf 360K (87C) im ersten Stickstoff Serie.

Darüber hinaus ist die Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit relativ glatt, und einige Schwankungen werden durch die Zerbrechlichkeit und Heterogenität von Wolle erklärt. Der große Bereich der Wärmeleitfähigkeitswerte sowie die Konvexität der Temperaturabhängigkeit weisen auf das Vorhandensein eines Gases, Stickstoff, in den Poren der Watte hin. Alle anderen Gase wurden unmittelbar nach dem Eintauchen in Stickstoff sorbiert.

Bild 5. Wärmeleitfähigkeit von Mineralwolle im Temperaturbereich -190/+80С.

PIR-Isolierung

Die Ergebnisse von Messungen an PIR-Dämmungsproben zeigten, dass die Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit nicht glatt ist und zwei Minima oder Wendepunkte bei -33 und -13 ° C aufweist (Abb. 6).

Dies weist auf das Vorhandensein von mindestens zwei Gasen (Pentan und CO2) in den Poren des Materials hin, die unterhalb dieser Temperaturen kondensieren und dadurch die Wärmeleitfähigkeit durch Erhöhung des Anteils leichter Moleküle in der Gasphase erhöhen. Der Indexanstieg ist jedoch unbedeutend und ähnelt eher der Stabilisierung des Wärmeleitfähigkeitswertes bei sinkender Temperatur.

Abbildung 6. Wärmeleitfähigkeit der PIR-Isolierung bei -78/+42 °C im Temperaturbereich.

Die vorgestellten Materialien werden im Bereich kritischer negativer Temperaturen (weniger als -15 ° C) wirksamer: Die Abnahme der Wärmeleitfähigkeit nimmt den Charakter eines schnellen Abfalls an.

Eine solche starke Abnahme der Wärmeleitfähigkeit erklärt sich durch einen sehr kleinen Kontaktpunkt zwischen der flüssigen Phase schwerer Gase, die sich in den Poren bilden, und dem Feststoff der Wände. Dadurch ändern sich die Anteile leichter Moleküle in der Gasphase und es bildet sich ein Vakuum, das die Gasphase des Treibmittels ersetzt, aber diese Faktoren nehmen nicht an der Wärmeübertragung teil. Wie sich herausstellte, erfüllt das Vakuum zuverlässig eine Ausgleichsfunktion.

Temperatur		Wärmeleitfähigkeit W/m*K

Echte und deklarierte Indikatoren der Wärmeleitfähigkeit

Interessanterweise wurden während der Studie Abweichungen der Wärmeleitfähigkeit von Materialien von den Angaben der Hersteller festgestellt (Abb. 7).

Die Mindest- und Höchstwerte für den Bereich der angegebenen Wärmeleitfähigkeitswerte wurden für TIM mit der gleichen Dichte wie die gemessenen Proben bestimmt. Die Analyse der deklarierten Indikatoren erfolgte auf Basis von Informationen aus offenen Quellen im Internet.

Abbildung 7. Abweichungen der Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen von den angegebenen bei 25 °C.

Ergebnisse

Alle im unabhängigen Labor VNIIFTRI untersuchten Materialien zeigten eine stetige Zunahme der Wärmeleitfähigkeit mit steigender Temperatur. Jeder in seiner eigenen Grenze, aufgrund der Struktur des Materials. Wenn für XPS das Wachstum 0,011 bis 0,044 betrug, für MB - 0,015-0,051, dann für PIR - 0,010-0,029.

Wie Sie sehen, hat sich die moderne Wärmedämmung aus feuerfestem Polyisocyanuratschaum PIR, modifiziertem Polyurethanschaum, bestens bewährt. Die Ergebnisse russischer unabhängiger Studien bestätigen die in anderen Ländern gewonnenen Daten: PIR isoliert wirklich besser.

Viele Baumaterialien werden zum Verkauf angeboten, die verwendet werden, um die Eigenschaften der Struktur zu verbessern, um Wärme zu speichern - Heizungen. Beim Bau eines Hauses kann es in fast allen Bereichen eingesetzt werden: vom Fundament bis zum Dachboden. Als nächstes werden wir über die Haupteigenschaften von Materialien sprechen, die das erforderliche Maß an Wärmeleitfähigkeit von Objekten für verschiedene Zwecke bereitstellen können, und sie werden auch verglichen, was der Tabelle hilft.

Die Hauptmerkmale von Heizungen

Bei der Auswahl der Heizungen müssen Sie auf verschiedene Faktoren achten: die Art der Struktur, das Vorhandensein hoher Temperaturen, offenes Feuer, die charakteristische Luftfeuchtigkeit. Erst nachdem Sie die Nutzungsbedingungen sowie die Wärmeleitfähigkeit der Materialien bestimmt haben, die für den Bau eines bestimmten Teils der Struktur verwendet werden, müssen Sie sich mit den Eigenschaften einer bestimmten Isolierung befassen:

• Wärmeleitfähigkeit. Die Qualität des durchgeführten Isolierungsprozesses sowie die erforderliche Materialmenge, um das gewünschte Ergebnis sicherzustellen, hängen direkt von diesem Indikator ab. Je geringer die Wärmeleitfähigkeit, desto effizienter ist der Dämmstoffeinsatz.
• Feuchtigkeitsaufnahme. Der Indikator ist besonders wichtig, wenn die äußeren Teile der Struktur isoliert werden, die regelmäßig durch Feuchtigkeit beeinträchtigt werden können. Zum Beispiel beim Erwärmen des Fundaments in Böden mit hohem Wassergehalt oder einem erhöhten Wassergehalt in seiner Struktur.
• Dicke. Durch die Verwendung einer dünnen Isolierung können Sie den Innenraum eines Wohngebäudes einsparen und sich auch direkt auf die Qualität der Isolierung auswirken.
• Entflammbarkeit. Diese Materialeigenschaft ist besonders wichtig, wenn sie zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit der Bodenteile beim Bau von Wohngebäuden sowie Gebäuden für besondere Zwecke verwendet wird. Qualitätsprodukte sind selbstverlöschend, setzen bei Entzündung keine giftigen Substanzen frei.
• Thermische Stabilität. Das Material muss kritischen Temperaturen standhalten. Zum Beispiel niedrige Temperaturen für den Außeneinsatz.
• Umweltfreundlichkeit. Es ist notwendig, auf die Verwendung von Materialien zurückzugreifen, die für den Menschen unbedenklich sind. Die Anforderungen an diesen Faktor können je nach zukünftigem Zweck des Bauwerks variieren.
• Schalldämmung. Diese zusätzliche Eigenschaft von Heizungen ermöglicht es Ihnen in einigen Situationen, einen guten Schutz des Raums vor Lärm und Fremdgeräuschen zu erreichen.

Wenn beim Bau eines bestimmten Teils der Struktur ein Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet wird, können Sie die billigste Isolierung kaufen (sofern die vorläufigen Berechnungen dies zulassen).

Die Wichtigkeit eines bestimmten Merkmals hängt direkt von den Nutzungsbedingungen und dem zugewiesenen Budget ab.

Vergleich beliebter Heizungen

Schauen wir uns einige Materialien an, die zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden verwendet werden:

• Mineralwolle. Hergestellt aus natürlichen Materialien. Es ist feuerbeständig und umweltfreundlich, sowie eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Aber die Unfähigkeit, der Wirkung von Wasser zu widerstehen, verringert die Verwendungsmöglichkeiten.
• Styropor. Leichtes Material mit hervorragenden Isolationseigenschaften. Erschwinglich, einfach zu installieren und feuchtigkeitsbeständig. Nachteile: gute Entflammbarkeit und Emission von Schadstoffen bei der Verbrennung. Es wird empfohlen, es in Nichtwohngebäuden zu verwenden.
• Balsawolle. Das Material ist fast identisch mit Mineralwolle, unterscheidet sich nur durch eine verbesserte Feuchtigkeitsbeständigkeit. Bei der Herstellung wird es nicht verdichtet, was die Lebensdauer deutlich verlängert.
• Penoplex. Die Isolierung widersteht Feuchtigkeit, hohen Temperaturen, Feuer, Verrottung und Zersetzung gut. Es hat eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, ist einfach zu installieren und langlebig. Es kann an Orten mit höchsten Anforderungen an die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen verschiedene Einflüsse eingesetzt werden.
• Penofol. Mehrschichtige Isolierung natürlichen Ursprungs. Besteht aus Polyethylen, vor der Produktion vorgeschäumt. Kann unterschiedliche Porosität und Breite haben. Oft ist die Oberfläche mit Folie bedeckt, wodurch ein reflektierender Effekt erzielt wird. Unterscheidet sich in Leichtigkeit, einfacher Installation, hoher Energieeffizienz, Feuchtigkeitsbeständigkeit und geringem Gewicht.

Bei der Auswahl eines Materials für die Verwendung in unmittelbarer Nähe einer Person muss besonders auf seine Umwelt- und Brandschutzeigenschaften geachtet werden. In manchen Situationen ist es auch sinnvoll, eine teurere Isolierung zu kaufen, die zusätzliche Eigenschaften als Feuchtigkeitsschutz oder Schallschutz hat, was letztendlich Geld spart.

Tabellenvergleich

N	Name	Dichte	Wärmeleitfähigkeit		Preis, Euro pro Kubikmeter		Energiekosten für
		kg/m³	Mindest	max	europäische Union	Russland	kW*h/Kubik. m.
1	Zellstoffwatte	30-70	0,038	0,045	48-96	15-30	6
2	Faserplatten	150-230	0,039	0,052		150	800-1400
3	Holzfaser	30-50	0,037	0,05	200-250		13-50
4	Flachsfaserwale	30	0,037	0,04	150-200	210	30
5	Schaumglas	100-150	0.05	0,07		135-168	1600
6	Perlit	100-150	0,05	0.062	200-400	25-30	230
7	Kork	100-250	0,039	0,05	300		80
8	Hanf, Hanf	35-40	0,04	0.041	150		55
9	Baumwolle	25-30	0,04	0,041	200		50
10	Schafwolle	15-35	0,035	0,045	150		55
11	duck dich	25-35	0,035	0,045	150-200
12	Stroh	300-400	0,08	0,12	165
13	mineralische (Stein-)Wolle	20-80	0.038	0,047	50-100	30-50	150-180
14	Glasfaserwolle	15-65	0,035	0,05	50-100	28-45	180-250
15	expandiertes Polystyrol (nicht gepresst)	15-30	0.035	0.047	50	28-75	450
16	extrudierter Polystyrolschaum	25-40	0,035	0,042	188	75-90	850
17	Polyurethanschaum	27-35	0,03	0,035	250	220-350	1100

Der Indikator der Wärmeleiteigenschaften ist das Hauptkriterium bei der Auswahl eines Dämmstoffs. Es bleibt nur, die Preispolitik verschiedener Anbieter zu vergleichen und die erforderliche Menge zu bestimmen.

Isolierung ist eine der wichtigsten Möglichkeiten, um ein Gebäude mit der erforderlichen Energieeffizienz zu erhalten. Bevor Sie die endgültige Wahl treffen, bestimmen Sie die genauen Nutzungsbedingungen und treffen Sie anhand der folgenden Tabelle die richtige Wahl.

Penoplex oder Mineralwolle

Penoplex ist ein Derivat von Polystyrol, ist ein Produkt der organischen Chemie. Mineral- oder Basaltwolle ist ein Produkt der thermischen Verarbeitung mineralischer Rohstoffe. Beide Materialien werden erfolgreich bei der Herstellung von Wärmedämmschichten verwendet, aber es gibt Merkmale für die Verwendung von jedem von ihnen, was durch einige physikalische Indikatoren erklärt wird.

Physikalische Indikatoren für Mineralwolle:

• dichte - variiert stark und kann zwischen 10 und 300 kg / m3 liegen;
• Wärmeleitfähigkeit (bei einer Dichte von etwa 35 kg / m3) - 0,040-0,045 W / m * K;
• Feuchtigkeitsaufnahme - mehr als 1% (abhängig von der Dichte);
• Dampfdurchlässigkeit - 0,4-0,5 mg / h * m * Pa;
• maximale Haltetemperatur von 450 C und darüber.

Eine Analyse dieser Werte zeigt, dass die schlechteste Wärmeleitfähigkeit von Mineralwolle durch bessere Dampfdurchlässigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und Unbrennbarkeit kompensiert wird. Mindest. Watte ist genau dort gerechtfertigt, wo die aufgeführten Parameter wichtig sind.
In Garagen, Werkstätten, Industrieanlagen und überall dort, wo ein erhöhtes Brandrisiko besteht, empfiehlt sich der Einsatz von Glaswolldämmung. Auch Feuchträume wie Saunen, Bäder und Schwimmbäder werden mit Mineralheizungen besser gedämmt, daher kommt es hier auf die Dampfdurchlässigkeit des Isolators an.

Die Umweltverträglichkeit von Dämmstoffen auf Basis von Polystyrol und Mineralwolle hängt von den Einsatzbedingungen ab. Polystyrol-Derivate können im Brandfall die Verbrennung unterstützen und dabei giftigen Rauch abgeben. Mineralische Wärmeisolatoren sind hochtemperaturbeständig und zersetzen sich nicht, können aber mit der Zeit altern und Staub in Form von Mikrofasern freisetzen, aus denen das Material besteht. Die externe Methode der Wanddämmung mit Basaltwolle ist in dieser Hinsicht sicher.

Bei der Auslegung der Dämmung sind mögliche Wassereinwirkungen zu berücksichtigen. Mineralische Materialien unterliegen einer größeren Flüssigkeitsansammlung, während ihre Wärmeleitfähigkeit erhöht wird.

Merkmale der Wärmeleitfähigkeit

Expandiertes Polystyrol speichert nicht nur Wärme, sondern auch Kälte. Solche Möglichkeiten werden durch seine Struktur erklärt. Die Zusammensetzung dieses Materials umfasst strukturell eine große Anzahl hermetischer polyedrischer Zellen. Jeder hat eine Größe von 2 bis 8 mm. Und in jeder Zelle befindet sich Luft, die zu 98% besteht. Er dient als ausgezeichneter Wärmeisolator. Die restlichen 2 % der Gesamtmasse des Materials fallen auf die Styroporwände der Zellen.

Dies kann man sehen, wenn man zum Beispiel ein Stück Schaumstoff nimmt. 1 Meter dick und 1 Quadratmeter. Eine Seite erhitzen und die andere Seite kalt lassen. Der Unterschied zwischen den Temperaturen wird zehnfach sein. Um den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten zu erhalten, muss die Wärmemenge gemessen werden, die vom warmen Teil der Platte in den kalten übergeht.

Die Leute sind es gewohnt, sich ständig für die Dichte von Polystyrolschaum von Verkäufern zu interessieren. Dies liegt daran, dass Dichte und Wärme eng miteinander verbunden sind. Moderne Schaumstoffe müssen bisher nicht auf ihre Dichte überprüft werden. Zur Herstellung verbesserter Isolierungen werden spezielle Graphitsubstanzen zugesetzt. Sie machen die Wärmeleitfähigkeit des Materials unverändert.

Vergleichende Analyse der wichtigsten technischen Eigenschaften von Basaltwolle und expandiertem Polystyrol

Feuer Beständigkeit

Im Vergleich zu expandiertem Polystyrol hat Basaltwolle eine höhere Feuerbeständigkeit. Basaltwollfasern werden bei einer Temperatur von etwa 1500 Grad gesintert. Die maximal zulässige Temperatur für die Verwendung dieses wärmeisolierenden Materials in Form von Matten und Platten ist jedoch aufgrund der bei der Bildung von Endprodukten verwendeten Bindemittel begrenzt. Bei einer Temperatur von etwa 600 Grad werden die Bindemittel zerstört und die Basaltplatte oder -matte verliert ihre Integrität. Es ist zu beachten, dass expandiertes Polystyrol ohne Folgen Temperaturen von nicht mehr als 75 Grad standhalten kann.

Brennbarkeit

Ebenso wichtig ist ein Indikator wie die Brennbarkeit - die Fähigkeit eines Materials zu brennen. Moderne Baustoffe werden normalerweise unterteilt in:

• nicht brennbar (NG) - kann sehr hohen Temperaturen ohne Entzündung, Festigkeitsverlust, strukturelle Verformung und Änderungen anderer Eigenschaften standhalten.
• brennbar (G) - Der Grad der Entflammbarkeit wird durch Indikatoren wie Entflammbarkeit, Fähigkeit zur Rauchentwicklung, Flammenausbreitung und Toxizität bestimmt.

Es ist wichtig zu beachten, dass, wenn Materialien der Klasse NG nicht nur absolut feuerfest sind, sondern auch die Ausbreitung des Feuers verhindern, Materialien der Klasse G immer eine Brandgefahr darstellen.

Die Brennbarkeit von Basaltwolle, die auf anorganischen Materialien basiert, die von Natur aus nicht brennbar sind, wird in Abhängigkeit von der Menge an organischen Bindemitteln bestimmt, die bei der Herstellung der Isolierung verwendet werden. Hochwertige Basaltwolle (z. B. die Marke Beltep) enthält nicht mehr als 4,5 % Bindemittel und wird daher der NG-Gruppe zugeordnet. Bei einem höheren Gehalt an organischen Stoffen ändert sich die Brennbarkeitsgruppe der Basaltwolle in die Gruppe G1 (schwach brennbare Stoffe) oder G2 (mäßig brennbare Stoffe).

Expandiertes Polystyrol gehört unabhängig von der Materialart immer zur Klasse G. Gleichzeitig kann die Brennbarkeitsgruppe dieses wärmeisolierenden Materials von G1 (schwach brennbares Material) bis G4 (leicht brennbares Material) variieren.

Wasseraufnahme

Basaltwolle hat eine offene Porosität und kann daher Feuchtigkeit aufnehmen (bis zu 2 Vol.-% und bis zu 20 Gew.-%). Und da Wasser ein hervorragender Wärmeleiter ist, verschlechtern sich bei eindringender Feuchtigkeit die Wärmedämmeigenschaften von Basaltwolle erheblich (bis hin zur völligen Untauglichkeit). Und obwohl Hersteller Basaltwolle mit wasserabweisenden Zusätzen versehen, die die Feuchtigkeitsaufnahme verhindern, empfehlen Experten, dieses wärmedämmende Material durch Dampf- und Imprägniersperren zuverlässig vor Feuchtigkeit zu schützen.

Im Gegensatz zu Basaltwolle hat expandiertes Polystyrol eine geschlossene geschlossene Porosität und zeichnet sich daher durch eine hohe Beständigkeit gegen kapillare Wasseraufnahme (bis zu 0,4 Vol.-%) und Diffusion von Wasserdampf aus.

Stärke

Unter den Festigkeitseigenschaften verstehen wir Indikatoren wie die Festigkeit des Materials zum Ablösen von Schichten, Kompression bei 10% Verformung, Scherung / Scherung, Biegung usw.

Bei Basaltwolle hängen die Festigkeitseigenschaften von der Dichte des Materials und der Menge an Bindemitteln ab. Bei expandiertem Polystyrol hängen diese Indikatoren ausschließlich von der Dichte des Materials ab. Gleichzeitig zeichnet sich expandiertes Polystyrol durch eine höhere Druckfestigkeit bei 10 % Verformung aus als Basaltwolle mit geringerer Dichte (beispielsweise beträgt die Druckfestigkeit bei 10 % Verformung von expandiertem Polystyrol mit einer Dichte von 35-45 kg/m3 ca 0,25-0,50 MPa, während dieser Indikator für Basaltwolle mit einer Dichte von 80-190 kg / m3 zwischen 0,15-0,70 MPa liegt). Beachten Sie, dass für Basaltwolle mit einer Dichte von 11-70 kg / m3 keine Festigkeitseigenschaften gemessen werden, sondern der Wert der Kompressibilität unter einer Belastung von 2000 Pa.

Wärmeleitfähigkeit

Einer der wichtigsten Indikatoren für jedes Wärmedämmmaterial ist seine Wärmeleitfähigkeit. Studien haben gezeigt, dass beide Materialien, die wir in Betracht ziehen, fast die gleiche Wärmeleitfähigkeit haben: für Basaltwolle - 0,033-0,043 W / m ° C, für expandiertes Polystyrol - 0,028-0,040 W / m ° C. Beachten Sie außerdem, dass Luft die niedrigste Wärmeleitfähigkeit hat (0,026 W / m ° C), und das eine und das zweite wärmeisolierende Material eine effektive Heizung ist.

Konzept und Theorie der Wärmeleitfähigkeit

Wärmeleitung ist der Prozess der Übertragung von Wärmeenergie von warmen Teilen auf kalte Teile. Austauschvorgänge finden bis zum vollständigen Gleichgewicht des Temperaturwertes statt.

Ein angenehmes Mikroklima im Haus hängt von einer hochwertigen Wärmedämmung aller Oberflächen ab

Der Wärmeübertragungsprozess ist durch einen Zeitraum gekennzeichnet, in dem sich die Temperaturwerte angleichen. Je mehr Zeit vergeht, desto geringer ist die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen, deren Eigenschaften in der Tabelle dargestellt sind. Zur Bestimmung dieses Indikators wird ein Konzept wie der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient verwendet. Es bestimmt, wie viel Wärmeenergie eine Flächeneinheit einer bestimmten Oberfläche durchdringt. Je höher dieser Indikator, desto schneller kühlt das Gebäude ab. Die Wärmeleitfähigkeitstabelle wird benötigt, um den Schutz eines Gebäudes vor Wärmeverlusten zu planen. Dies kann das Betriebsbudget reduzieren.

Der Wärmeverlust in verschiedenen Teilen des Gebäudes wird unterschiedlich sein

Die Wärmeleitfähigkeit von Schaum von 50 mm bis 150 mm gilt als Wärmedämmung

Styroporplatten, umgangssprachlich Polystyrolschaum genannt, sind ein Dämmstoff, meist weiß. Es besteht aus Polystyrol mit Wärmeausdehnung. Der Schaum präsentiert sich in Form kleiner feuchtigkeitsbeständiger Körnchen, die beim Schmelzen bei hoher Temperatur zu einem Stück, einer Platte, geschmolzen werden. Die Abmessungen der Teile des Granulats werden von 5 bis 15 mm betrachtet. Die hervorragende Wärmeleitfähigkeit des 150 mm dicken Schaums wird durch eine einzigartige Struktur erreicht – Granulat.

Jedes Granulat verfügt über eine Vielzahl dünnwandiger Mikrozellen, die wiederum die Kontaktfläche mit Luft um ein Vielfaches vergrößern. Man kann mit Sicherheit sagen, dass fast alle Schaumkunststoffe zu etwa 98% aus atmosphärischer Luft bestehen, was wiederum ihr Zweck ist - die Wärmedämmung von Gebäuden sowohl außen als auch innen.

Jeder weiß, auch aus Physikkursen, dass atmosphärische Luft der Hauptwärmeisolator in allen wärmeisolierenden Materialien ist, sie liegt in einem normalen und verdünnten Zustand in der Dicke des Materials vor. Wärmeeinsparung, die Hauptqualität des Schaums.

Wie bereits erwähnt, besteht der Schaum zu fast 100 % aus Luft, was wiederum die hohe Wärmespeicherfähigkeit des Schaums bestimmt. Und das liegt daran, dass Luft die geringste Wärmeleitfähigkeit hat. Wenn wir uns die Zahlen ansehen, sehen wir, dass die Wärmeleitfähigkeit des Schaums im Wertebereich von 0,037 W/mK bis 0,043 W/mK ausgedrückt wird. Dies kann mit der Wärmeleitfähigkeit von Luft verglichen werden - 0,027 W / mK.

Während die Wärmeleitfähigkeit gängiger Baumaterialien wie Holz (0,12 W/mK), Backstein (0,7 W/mK), Blähton (0,12 W/mK) und anderer Baumaterialien deutlich höher ist.

Daher gilt Polystyrolschaum als das effektivste Material der wenigen zur Wärmedämmung der Außen- und Innenwände eines Gebäudes. Die Kosten für das Heizen und Kühlen von Wohngebäuden werden durch die Verwendung von Schaum im Bauwesen erheblich reduziert.

Die hervorragenden Eigenschaften von Polystyrolschaumplatten haben ihre Anwendung in anderen Arten von Schutz gefunden, zum Beispiel: Polystyrolschaum dient auch dazu, unterirdische und externe Kommunikationen vor dem Einfrieren zu schützen, wodurch ihre Lebensdauer erheblich erhöht wird. Polyfoam wird auch in Industrieanlagen (Kühlschränke, Kühlräume) und in Lagern verwendet.

Die Hauptmerkmale von Heizungen

Zunächst stellen wir Ihnen die Eigenschaften der gängigsten Wärmedämmstoffe vor, auf die Sie bei der Auswahl vor allem achten sollten. Der Vergleich von Heizungen in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit sollte nur auf der Grundlage des Zwecks der Materialien und der Bedingungen im Raum (Feuchtigkeit, Vorhandensein von offenem Feuer usw.)

Baustoffvergleich

Wärmeleitfähigkeit. Je niedriger dieser Indikator ist, desto weniger Wärmedämmschicht ist erforderlich, was bedeutet, dass auch die Dämmkosten sinken.

Feuchtigkeitsdurchlässigkeit. Die geringere Durchlässigkeit des Materials für Wasserdampf reduziert die negativen Auswirkungen auf die Isolierung im Betrieb.

Brandschutz. Die Wärmedämmung sollte nicht brennen und giftige Gase abgeben, insbesondere beim Isolieren eines Heizraums oder Schornsteins.

Haltbarkeit. Je länger die Lebensdauer, desto günstiger werden die Betriebskosten, da kein häufiger Austausch erforderlich ist.

Umweltfreundlichkeit. Das Material muss sicher für Mensch und Umwelt sein.

Vergleich von Heizungen nach Wärmeleitfähigkeit

Expandiertes Polystyrol (Styropor)

Platten aus expandiertem Polystyrol (Polystyrol).

Dies ist das beliebteste wärmeisolierende Material in Russland aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit, niedrigen Kosten und einfachen Installation. Styropor wird in Platten mit einer Dicke von 20 bis 150 mm durch Aufschäumen von Polystyrol hergestellt und besteht zu 99 % aus Luft. Das Material hat eine andere Dichte, eine geringe Wärmeleitfähigkeit und ist feuchtigkeitsbeständig.

Aufgrund seiner geringen Kosten ist expandiertes Polystyrol bei Unternehmen und privaten Bauherren für die Isolierung verschiedener Räumlichkeiten sehr gefragt. Das Material ist jedoch ziemlich zerbrechlich und entzündet sich schnell, wobei bei der Verbrennung giftige Substanzen freigesetzt werden. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, Schaumkunststoff in Nichtwohngebäuden und zur Wärmedämmung von nicht belasteten Konstruktionen zu verwenden - Fassadendämmung für Putz, Kellerwände usw.

Extrudierter Polystyrolschaum

Penoplex (extrudierter Polystyrolschaum)

Extrusion (Technoplex, Penoplex usw.) ist weder Feuchtigkeit noch Fäulnis ausgesetzt. Dies ist ein sehr haltbares und einfach zu verwendendes Material, das leicht mit einem Messer auf die gewünschten Maße geschnitten werden kann. Geringe Wasseraufnahme sorgt für minimale Eigenschaftsänderung bei hoher Luftfeuchtigkeit, die Platten haben eine hohe Dichte und Druckfestigkeit. Extrudierter Polystyrolschaum ist feuerfest, langlebig und einfach zu verwenden.

All diese Eigenschaften zusammen mit der im Vergleich zu anderen Heizungen niedrigen Wärmeleitfähigkeit machen Technoplex-, URSA XPS- oder Penoplex-Platten zu einem idealen Material für die Isolierung von Streifenfundamenten von Häusern und Blindbereichen. Laut Hersteller ersetzt eine 50 Millimeter dicke Extrusionsplatte in Sachen Wärmeleitfähigkeit einen 60 mm Schaumstoffblock, wobei das Material keine Feuchtigkeit durchlässt und auf eine zusätzliche Imprägnierung verzichtet werden kann.

Mineralwolle

Izover Mineralwolleplatten im Paket

Mineralwolle (z. B. Izover, URSA, Technoruf usw.) wird mit einer speziellen Technologie aus natürlichen Materialien - Schlacke, Gestein und Dolomit - hergestellt. Mineralwolle hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit und ist absolut feuerfest. Das Material wird in Platten und Rollen unterschiedlicher Steifigkeit hergestellt. Für horizontale Ebenen werden weniger dichte Matten verwendet, für vertikale Strukturen werden starre und halbstarre Platten verwendet.

Einer der wesentlichen Nachteile dieser Isolierung sowie der Basaltwolle ist jedoch die geringe Feuchtigkeitsbeständigkeit, die beim Einbau von Mineralwolle eine zusätzliche Feuchtigkeits- und Dampfsperre erfordert. Experten raten davon ab, Mineralwolle zum Erwärmen von Feuchträumen zu verwenden - Keller von Häusern und Kellern, zur Wärmedämmung von Dampfbädern von innen in Bädern und Umkleidekabinen. Aber auch hier kann es mit der richtigen Imprägnierung verwendet werden.

Basaltwolle

Rockwool Basaltwollplatten im Paket

Dieses Material wird hergestellt, indem Basaltgestein geschmolzen und die geschmolzene Masse unter Zugabe verschiedener Komponenten geblasen wird, um eine Faserstruktur mit wasserabweisenden Eigenschaften zu erhalten. Das Material ist nicht brennbar, gesundheitlich unbedenklich, hat eine gute Leistung in Bezug auf Wärmedämmung und Schalldämmung von Räumen. Wird sowohl für die interne als auch für die externe Wärmedämmung verwendet.

Bei der Installation von Basaltwolle sollte eine Schutzausrüstung (Handschuhe, Atemschutzmaske und Schutzbrille) verwendet werden, um die Schleimhäute vor Watte-Mikropartikeln zu schützen. Die bekannteste Marke für Basaltwolle in Russland sind Materialien unter der Marke Rockwool. Während des Betriebs verdichten sich die Wärmedämmplatten nicht und verbacken nicht, wodurch die hervorragenden Eigenschaften der niedrigen Wärmeleitfähigkeit der Basaltwolle über die Zeit erhalten bleiben.

Penofol, Isolon (geschäumtes Polyethylen)

Penofol und Isolon sind gerollte Heizkörper mit einer Dicke von 2 bis 10 mm, die aus geschäumtem Polyethylen bestehen. Das Material ist auch mit einer einseitigen Folienschicht für einen reflektierenden Effekt erhältlich. Die Isolierung ist um ein Vielfaches dünner als zuvor vorgestellte Heizungen, hält und reflektiert jedoch gleichzeitig bis zu 97% der Wärmeenergie. Geschäumtes Polyethylen hat eine lange Lebensdauer und ist umweltfreundlich.

Izolon und Folien-Penofol sind leichte, dünne und sehr einfach zu handhabende wärmeisolierende Materialien. Rolldämmung wird zur Wärmedämmung von Feuchträumen eingesetzt, beispielsweise bei der Dämmung von Balkonen und Loggien in Wohnungen. Außerdem hilft Ihnen die Verwendung dieser Isolierung dabei, nutzbaren Platz im Raum zu sparen und gleichzeitig den Innenraum zu wärmen. Lesen Sie mehr über diese Materialien im Abschnitt Organische Wärmedämmung.

Besonderheiten der PSA-Isolierung

Technische Eigenschaften

Die Wärmedämmung aus geschäumtem Polyethylen ist ein Produkt mit geschlossenzelliger Struktur, weich und elastisch, mit einer Form, die seinem Zweck entspricht. Sie haben eine Reihe von Eigenschaften, die gasgefüllte Polymere charakterisieren:

• Dichte von 20 bis 80 kg/m3,
• Betriebstemperaturbereich von -60 bis +100 0C,
• Hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit, bei der die Feuchtigkeitsaufnahme nicht mehr als 2% des Volumens beträgt, und nahezu absolute Dampfdurchlässigkeit,
• Hohe Schallabsorption auch bei einer Dicke größer oder gleich 5 mm,
• Beständig gegen die meisten Chemikalien
• Das Fehlen von Fäulnis- und Pilzschäden,
• Sehr lange Lebensdauer, teilweise über 80 Jahre,
• Ungiftig und umweltfreundlich.

Die wichtigste Eigenschaft von Polyethylenschaumstoffen ist jedoch ihre sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, aufgrund derer sie für Wärmedämmungszwecke verwendet werden können. Wie Sie wissen, speichert Luft die Wärme am besten, und davon ist in diesem Material reichlich vorhanden.

Der Wärmedurchgangskoeffizient der Polyethylenschaumisolierung beträgt nur 0,036 W / m2 * 0 C (zum Vergleich: Die Wärmeleitfähigkeit von Stahlbeton beträgt etwa 1,69, Trockenbau - 0,15, Holz - 0,09, Mineralwolle - 0,07 W / m2 * 0 C).

INTERESSANT! Eine Wärmedämmung aus Polyethylenschaum mit einer Dicke von 10 mm kann ein 150 mm dickes Mauerwerk ersetzen.

Anwendungsgebiet

Geschäumte Polyethylen-Isolierung wird häufig im Neu- und Umbau von Wohn- und Industrieanlagen sowie in der Automobil- und Instrumentenausstattung verwendet:

• Reduzierung der Wärmeübertragung durch Konvektion und Wärmestrahlung von Wänden, Böden und Dächern,
• Als reflektierende Isolierung zur Erhöhung des Wärmedurchgangs von Heizungsanlagen,
• Zum Schutz von Rohrsystemen und Autobahnen für verschiedene Zwecke,
• In Form einer isolierenden Dichtung für verschiedene Risse und Öffnungen,
• Zur Isolierung von Lüftungs- und Klimaanlagen.

Darüber hinaus wird Polyethylenschaum als Verpackungsmaterial für den Transport von Produkten verwendet, die einen thermischen und mechanischen Schutz erfordern.

Ist Polyethylenschaum schädlich?

Befürworter der Verwendung natürlicher Materialien im Bauwesen können über die Schädlichkeit chemisch synthetisierter Substanzen sprechen. Tatsächlich verwandelt sich Polyethylenschaum beim Erhitzen über 120 0C in eine flüssige Masse, die giftig sein kann. Aber unter normalen Lebensbedingungen ist es absolut unbedenklich. Darüber hinaus übertreffen Polyethylenschaum-Dämmstoffe in den meisten Indikatoren Holz, Eisen und Stein.Baukonstruktionen mit ihrer Verwendung sind leicht, warm und kostengünstig.

Wärmeleitfähigkeit von expandiertem Polystyrol im Vergleich

Wenn wir Styropor mit vielen anderen Baustoffen vergleichen, können wir kolossale Schlüsse ziehen.

Der Wärmeleitfähigkeitsindex der Schaumblätter liegt zwischen 0,028 und 0,034 Watt pro Meter / Kelvin. Steigt die Dichte, sinken die Wärmedämmeigenschaften von extrudiertem Polystyrolschaum ohne Graphitzusätze.

Eine 2 cm dicke Schicht aus extrudiertem Schaum kann Wärme speichern wie eine 3,8 cm dicke Schicht aus Mineralwolle, wie ein normaler Schaumkunststoff, eine 3 cm dicke Schicht oder wie ein Holzbrett mit einer Dicke von 20 cm für einen Ziegelstein Fähigkeiten entsprechen einer Wandstärke von 37 cm. Für Schaumbeton - 27 cm.

Indikatoren für verschiedene Typen von expandiertem Polystyrol

Aus der obigen vereinfachten Formel können wir schließen, dass die Dämmfolie umso weniger effektiv ist, je dünner sie ist. Aber neben den üblichen geometrischen Parametern wird das Endergebnis auch von der Dichte des Schaums beeinflusst, wenn auch geringfügig - nur innerhalb von 1-5 Tausendstel. Nehmen wir zum Vergleich zwei Platten, die in der Marke nah beieinander liegen:

• PSB-S 25 leitet 0,039 W/m °C.
• PSB-S 35 mit einer höheren Dichte - 0,037 W / m ° C.

Aber mit einer Änderung der Dicke wird der Unterschied viel deutlicher. Beispielsweise kann für die dünnsten Platten von 40 mm bei einer Dichte von 25 kg / m 3 die Wärmeleitfähigkeit 0,136 W / m ° C betragen, und 100 mm des gleichen expandierten Polystyrols passieren nur 0,035 W / m ° C.

Vergleich mit anderen Materialien

Die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit von PSB liegt im Bereich von 0,037-0,043 W / m ° C, und wir werden uns darauf konzentrieren. Hier scheint Schaumstoff im Vergleich zu Mineralwolle aus Basaltfasern leicht zu gewinnen – er hat etwa die gleiche Leistung. Richtig, mit doppelter Dicke (95-100 mm gegenüber 50 mm bei Polystyrol). Es ist auch üblich, die Leitfähigkeit von Heizungen mit verschiedenen Baumaterialien zu vergleichen, die für den Bau von Wänden erforderlich sind. Das ist zwar nicht ganz richtig, aber sehr deutlich:

1. Roter Keramikziegel hat einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 0,7 W/m⋅°C (16- bis 19-mal so hoch wie der von Schaum). Einfach ausgedrückt, um 50 mm Dämmung zu ersetzen, benötigen Sie ein etwa 80-85 cm dickes Mauerwerk, Silikat und Sie benötigen überhaupt mindestens einen Meter.

2. Massivholz ist in dieser Hinsicht besser als Ziegel - hier sind es nur 0,12 W / m ° C, also dreimal höher als bei Polystyrolschaum. Abhängig von der Qualität des Waldes und der Bauweise der Mauern kann ein bis zu 23 cm breites Blockhaus einem 5 cm dicken PSB entsprechen.

Es ist viel logischer, Styrole nicht mit Mineralwolle, Ziegeln oder Holz zu vergleichen, sondern nähere Materialien zu betrachten - Polystyrolschaum und Penoplex. Beide gehören zu den expandierten Polystyrolen und werden sogar aus dem gleichen Granulat hergestellt. Das ist nur der Unterschied in der Technologie ihres "Klebens", der unerwartete Ergebnisse liefert. Der Grund dafür ist, dass Styrolkugeln für die Herstellung von Penoplex unter Einbringung von Treibmitteln gleichzeitig durch Druck und hohe Temperatur verarbeitet werden. Dadurch erhält die Kunststoffmasse eine größere Gleichmäßigkeit und Festigkeit, und Luftblasen werden gleichmäßig im Plattenkörper verteilt. Styropor hingegen wird einfach in einer Form wie Popcorn gedämpft, sodass die Bindungen zwischen den expandierten Granulaten schwächer sind.

Dadurch verbessert sich auch die Wärmeleitfähigkeit von Penoplex, einem extrudierten „Verwandten“ von PSB, deutlich. Es entspricht 0,028-0,034 W / m ° C, dh 30 mm reichen aus, um 40 mm Schaum zu ersetzen. Die Komplexität der Produktion erhöht jedoch auch die Kosten von XPS, sodass Sie nicht mit Einsparungen rechnen sollten. Übrigens gibt es hier eine kuriose Nuance: Normalerweise verliert extrudierter Polystyrolschaum mit zunehmender Dichte etwas an Effizienz. Aber mit der Einführung von Graphit in Penoplex verschwindet diese Abhängigkeit praktisch.

Preise für Schaumstoffplatten 1000x1000 mm (Rubel):

Was Sie über die Wärmeleitfähigkeit von Schaumstoff wissen müssen

Die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu übertragen, Wärmeströme zu leiten oder zurückzuhalten, wird üblicherweise durch den Wärmeleitkoeffizienten abgeschätzt. Wenn Sie sich seine Dimension ansehen - W / m∙С o, dann wird deutlich, dass dies ein spezifischer Wert ist, der für die folgenden Bedingungen bestimmt wird:

• Das Fehlen von Feuchtigkeit auf der Oberfläche der Platte, dh der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Schaums aus dem Nachschlagewerk, ist ein unter ideal trockenen Bedingungen ermittelter Wert, den es in der Natur praktisch nicht gibt, außer vielleicht in der Wüste oder in der Antarktis;
• Der Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten wird auf eine Schaumkunststoffdicke von 1 Meter reduziert, was für die Theorie sehr praktisch ist, aber für praktische Berechnungen irgendwie nicht beeindruckend ist;
• Die Ergebnisse der Messungen der Wärmeleitfähigkeit und Wärmeübertragung werden für normale Bedingungen bei einer Temperatur von 20 ° C ermittelt.

Gemäß einer vereinfachten Methode ist es bei der Berechnung des Wärmewiderstands einer Schaumisolierschicht erforderlich, die Dicke des Materials mit dem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten zu multiplizieren und dann mit mehreren verwendeten Koeffizienten zu multiplizieren oder zu dividieren, um den tatsächlichen Betrieb zu berücksichtigen Bedingungen der Wärmedämmung. Zum Beispiel starkes Gießen des Materials oder das Vorhandensein von Kältebrücken oder die Art der Montage an den Wänden eines Gebäudes.

Wie sich die Wärmeleitfähigkeit von Schaumkunststoff von anderen Materialien unterscheidet, können Sie der Vergleichstabelle unten entnehmen.

Tatsächlich ist nicht alles so einfach. Um den Wert der Wärmeleitfähigkeit zu bestimmen, können Sie ihn selbst erstellen oder ein vorgefertigtes Programm zur Berechnung der Dämmparameter verwenden. Bei einem kleinen Objekt wird dies normalerweise getan. Ein privater Händler oder Selbstbauer interessiert sich vielleicht gar nicht für die Wärmeleitfähigkeit der Wände, sondern verlegt eine Schaumdämmung mit einem Rand von 50 mm, was für die strengsten Winter völlig ausreicht.

Große Bauunternehmen, die eine Wanddämmung auf einer Fläche von Zehntausenden von Quadraten durchführen, gehen lieber pragmatischer vor. Die durchgeführte Berechnung der Dicke der Isolierung wird verwendet, um eine Schätzung zu erstellen, und die tatsächlichen Werte der Wärmeleitfähigkeit werden an einem Objekt in Originalgröße erhalten. Dazu werden mehrere Schaumplatten unterschiedlicher Dicke auf ein Wandstück geklebt und der tatsächliche Wärmewiderstand der Dämmung gemessen. Dadurch ist es möglich, die optimale Dicke des Schaums auf mehrere Millimeter genau zu berechnen, statt der ca. 100 mm Dämmung können Sie den exakten Wert von 80 mm verlegen und erheblich Geld sparen.

Wie vorteilhaft der Einsatz von Schaumstoff im Vergleich zu typischen Materialien ist, lässt sich aus dem unten stehenden Diagramm abschätzen.

Verwendung von Wärmeleitfähigkeitswerten in der Praxis

Die im Bau verwendeten Materialien können strukturell und wärmeisolierend sein.

Es gibt eine Vielzahl von Materialien mit Wärmedämmeigenschaften.

Den höchsten Wert der Wärmeleitfähigkeit haben Baumaterialien, die beim Bau von Fußböden, Wänden und Decken verwendet werden. Wenn Sie keine Rohstoffe mit wärmedämmenden Eigenschaften verwenden, müssen Sie zum Einsparen von Wärme eine dicke Dämmschicht für den Bau von Wänden anbringen.

Oft werden einfachere Materialien verwendet, um Gebäude zu isolieren.

Daher lohnt es sich, beim Bau eines Gebäudes zusätzliche Materialien zu verwenden. In diesem Fall ist die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen wichtig, die Tabelle zeigt alle Werte.

In einigen Fällen wird eine Isolierung von außen als effektiver angesehen.

Was ist die Wärmeleitfähigkeit des Schaums? Eigenschaften und Eigenschaften

Die Wärmeleitfähigkeit ist ein Wert, der die Wärmemenge (Energie) angibt, die pro Stunde durch 1 m eines beliebigen Körpers bei einem bestimmten Temperaturunterschied auf der einen und der anderen Seite geht. Sie wird für mehrere Referenzbetriebsbedingungen gemessen und berechnet:

• Bei 25 ± 5 ° C - dies ist ein Standardindikator, der in GOSTs und SNiP festgelegt ist.
• "A" - so wird der trockene und normale Feuchtigkeitsmodus in den Räumen angezeigt.
• "B" - diese Kategorie umfasst alle anderen Bedingungen.

Die tatsächliche Wärmeleitfähigkeit von zu einer Leichtbauplatte gepresstem Schaumkunststoffgranulat ist an sich nicht so wichtig wie im Zusammenhang mit der Dicke der Dämmung. Schließlich geht es vor allem darum, die optimale Widerstandsfähigkeit aller Wandschichten entsprechend den Anforderungen einer bestimmten Region zu erreichen. Um die Anfangszahlen zu erhalten, reicht es aus, die einfachste Formel zu verwenden: R = p÷k.

• Der Wärmeübergangswiderstand R ist in den speziellen Tabellen von SNiP 23-02-2003 zu finden, beispielsweise für Moskau 3,16 m ° C / W. Und wenn die Hauptwand je nach Beschaffenheit diesen Wert unterschreitet, soll die Dämmung (Mineralwolle oder derselbe Schaumkunststoff) den Unterschied ausgleichen.
• Der Indikator p - gibt die gewünschte Dicke der Isolierschicht an, ausgedrückt in Metern.
• Der Koeffizient k - gibt nur eine Vorstellung von der Leitfähigkeit von Körpern, auf die wir uns bei der Auswahl konzentrieren.

Die Wärmeleitfähigkeit des Materials selbst wird überprüft, indem eine Seite der Platte erhitzt und die Energiemenge gemessen wird, die pro Zeiteinheit durch Leitung auf die gegenüberliegende Oberfläche übertragen wird.

Merkmale der Herstellung von Basaltwolle und expandiertem Polystyrol

Die Herstellung von Basaltwolle basiert auf der Schmelze von Gesteinen der Gabbro-Basalt-Gruppe. Die Schmelze entsteht in Öfen bei Temperaturen über 1500 Grad. Die entstehende Schmelze wird in feine Fasern umgewandelt, aus denen ein Mineralwollteppich entsteht. Dann wird der Mineralwollteppich mit Bindemitteln behandelt und in einer Polymerisationskammer wärmebehandelt, was zu Endprodukten führt - Matten und Platten.

Expandiertes Polystyrol ist ein leichtes gasgefülltes Material auf Basis von Polystyrol, das sich durch eine gleichmäßige Struktur aus kleinen (0,1–0,2 mm) vollständig geschlossenen Zellen auszeichnet. Heute bietet der Baumarkt zwei Arten dieses Materials an: gewöhnlichen und extrudierten Polystyrolschaum. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Arten von expandiertem Polystyrol ist die Produktionstechnologie und folglich die Eigenschaften des Endprodukts.

Herkömmliches expandiertes Polystyrol entsteht durch Sintern von Granulat unter dem Einfluss hoher Temperaturen.

Extrudierter Polystyrolschaum wird hergestellt, indem Granulat unter dem Einfluss von heißem Dampf oder Wasser (Temperatur 80-100 Grad) expandiert und verschweißt und dann durch einen Extruder extrudiert wird.

Der Hauptunterschied zwischen extrudiertem Polystyrolschaum und gewöhnlichem Polystyrolschaum besteht in einer höheren Steifigkeit und einer geringeren Wasseraufnahme. Ein weiterer Unterschied liegt in der Produktionstechnologie - der Begrenzung der Dicke der Platten (maximal 100 mm) aus extrudiertem Polystyrolschaum.

Wärmeleitfähigkeit von Schaum

Die Haupteigenschaft, aufgrund derer expandiertes Polystyrol weithin als Isoliermaterial Nr. 1 anerkannt wurde, ist die extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit des Schaums. Die relativ geringe Festigkeit des Materials wird durch Vorteile wie Beständigkeit gegen die meisten aggressiven Verbindungen, geringes Gewicht, Ungiftigkeit und Sicherheit im Betrieb mehr als ausgeglichen. Die guten wärmedämmenden Eigenschaften von Polystyrol ermöglichen es, das Haus zu einem relativ niedrigen Preis mit einer Dämmung auszustatten, wobei die Haltbarkeit einer solchen Dämmung auf eine Nutzungsdauer von mindestens 25 Jahren ausgelegt ist.

Die wichtigsten Arten von Isolierungen zur Reduzierung von Wärmeverlusten

Zur Durchführung von Wärmedämmmaßnahmen jeglicher Art werden folgende Arten von Isolatoren verwendet:

• extrudierter Polystyrolschaum (XPS), bezieht sich auf Polystyrolderivate (vertreten durch verschiedene produzierende Unternehmen, hat viele Marken);
• Polystyrol, seine Produktion beinhaltet auch die Verarbeitung von Polystyrol, jedoch mit einer anderen Technologie (es gibt eine ausreichende Anzahl von Herstellern, die Aufschlüsselung nach Marken ist nicht klar, es wird als „Polystyrol“ positioniert).
• B. Mineral- oder Basaltwolle, unterscheidet sich grundlegend von Polystyrolprodukten und ist der Hauptkonkurrent von expandierten Polystyrolen (auf dem Markt für Dämmprodukte von einer Vielzahl von Herstellern vertreten).

Die Zahl der produzierenden Unternehmen im In- und Ausland wird in Dutzenden gemessen. Bei der Produktauswahl ist es erforderlich, sich auf die physikalischen Eigenschaften jedes einzelnen Produkts zu verlassen.

Styropor oder Penoplex

Styrex ist ein extrusiver Polystyrolschaum, wie Penoplex. Im Kern ist die Anwendbarkeit von Styrex dort begründet, wo die Anwendbarkeit von Penoplex liegt, dh es gibt keine entscheidenden Unterschiede. Ein Material kann bevorzugt werden, nur wenn es bequem ist, eine bestimmte Plattengröße zu schneiden, um Abfall zu reduzieren und bei erhöhten Festigkeitsanforderungen, da Styrex eine bessere Biegefestigkeit hat.

Physikalische Eigenschaften von Styrex:

• Dichte - 0,35-0,38 kg/m3;
• Wärmeleitfähigkeit - 0,027 W / m * K;
• Feuchtigkeitsaufnahme, nicht mehr als - 0,2%;
• Druckfestigkeit - 0,25 MPa;
• Biegefestigkeit - 0,4-0,7;
• Dampfdurchlässigkeit - 0,019-0,020 mg / h * m * Pa.

Bei großen Differenzen von Außen- und Innentemperatur macht die etwas geringere Wärmeleitfähigkeit von Styrex dieses Material rentabler, bei einer durchschnittlichen Differenz von 0,003 W/m*K wird dies jedoch kaum auffallen.
Die Produktion von Heizungen der Marke Styrex befindet sich in der Ukraine.

Wärme sparen im Haus ist eine besondere Funktion des Bau- und Heimwerkerwesens. Aber welche Materialien sind die modernsten, hochwertigsten, gleichzeitig erschwinglichen und einfach zu installierenden? Es ist unmöglich, diese Frage eindeutig zu beantworten, aber die folgenden Vergleichsmerkmale helfen, dieses Problem zu verstehen.

Beschreibung und Vergleich von Heizungen

Heute kann der Verbraucher ein Material wählen, dessen Eigenschaften seine Bedürfnisse mehr oder weniger befriedigen. Auch die Anbringung der Dämmung hängt von Ihrer Wahl ab – ob Sie selbst damit umgehen können oder Spezialisten hinzuziehen müssen. Die Struktur und Textur von Materialien spielt eine Rolle.

Anhand dieser Kriterien können wir unterscheiden:

• Platten - sind Baumaterialien unterschiedlicher Dichte und Dicke, die durch Kleben und Pressen hergestellt werden;
• Schaumblöcke - aus Beton, unter Einbeziehung spezieller Zusätze, wird die poröse Struktur durch eine chemische Reaktion erhalten;
• Watte - in Rollen verkauft, hat eine faserige Struktur;
• Krümel oder Granulat - lose Verdichter enthalten Schaumsubstanzen verschiedener Fraktionen.

Eigenschaften, Kosten und Funktionalität des Materials - das ist es, was Aufmerksamkeit erregt. Normalerweise gibt das Material an, für welche Oberfläche es bestimmt ist. Rohstoffe für die Isolierung können unterschiedlich sein, aber im Allgemeinen können sie organisch und anorganisch sein.

Organische Heizungen werden auf der Basis von Torf, Holz und Schilf hergestellt. Anorganische Heizungen sind Mineralien, Schaumbeton, asbesthaltige Stoffe etc. Es lohnt sich zu lernen, die Eigenschaften verschiedener Stoffe zu bewerten und zu verstehen.

Isolationseigenschaften: Wärmeleitfähigkeit etc.

Wie effektiv dieses oder jenes Material ist, hängt von drei Hauptmerkmalen ab - Dichte, Hygroskopizität, Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit ist vielleicht der Hauptindikator für die Qualität des Materials. Diese Eigenschaft wird in Watt pro Quadratmeter berechnet. Dieser Indikator wird auch von einem Parameter wie der Feuchtigkeitsaufnahme beeinflusst.

Dichte – Je höher sie in einem porösen Material ist, desto effizienter wird die Wärme im Gebäude zurückgehalten. Normalerweise ist dieser Indikator ausschlaggebend, wenn Sie eine Isolierung für Wände, Dächer oder Böden suchen. Hygroskopizität bezieht sich auf die Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit. Dieselben Kellerdecken müssen mit Materialien mit sehr geringer Hygroskopizität verstärkt werden. Solche werden beispielsweise plastiform sein.

Isolationsvergleichstabelle

Um anschaulich und schematisch zu zeigen, was eine Dämmung im übertragenen Sinne kostet, was sie kostet, ist es einfacher, sie in einer Tabelle darzustellen. Hier sind die beliebtesten Heizungen. Sie werden in Kategorien wie der oben genannten Wärmeleitfähigkeit, Hygroskopizität und Dichte bewertet.

Material	Wärmeleitfähigkeit	Hygroskopizität	Dichte (kg/m3)
Mineralwolle
Styropor	Sehr niedrig
Blähton
Plastiform		Sehr niedrig
Styropor	Sehr niedrig
Penoplex
Porenbeton
Basaltfaser

Styropor kann als eine Art Spitzenreiter bei der Bewertung von Dämmstoffen angesehen werden. Die Verfügbarkeit und der recht günstige Preis werden auch hier wettbewerbsfähig sein. Es wäre jedoch falsch, eines zu raten, ohne die Situation, den Isolationsbereich, die finanziellen Möglichkeiten, den Arbeitsaufwand usw. zu kennen.

Nach Dicke: Vergleich der Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen

Es gibt viele Tabellen, die einen so wichtigen Indikator wie die Dicke der Isolierung erwähnen. In der Tat hängt viel davon ab, denn die Dicke dieser Schicht „frisst“ auch den Raum auf und beeinflusst das Ergebnis. Bei diesem Material können Sie darauf aufbauen, wie dick in Zentimetern die Mindestschicht einer bestimmten Isolierung sein wird.

Mindestschicht (Dicke) der Isolierung:

• Plastiform - 2 cm;
• Penofol - 5 cm;
• Styropor und Polystyrolschaum - 10 cm;
• Schaumglas - 10-15 cm;
• Minvata - 15 cm;
• Basaltfaser - 15 cm;
• Penoplex und Blähton - 20 cm;
• Porenbeton - von 20 bis 40 cm.

Natürlich ist es wichtig, wofür genau Sie eine Heizung benötigen. Beispielsweise können nur Böden und Decken zwischen den Stockwerken mit Blähton gedämmt werden. Denken Sie auch daran, dass eine seltene Isolierung ohne Wasser- und Dampfsperre auskommt.

Die Nuancen der Verwendung von Heizgeräten

Es gibt einige nützliche Empfehlungen, die bei der Auswahl einer Heizung und der anschließenden Installation berücksichtigt werden können. Beispielsweise können Sie für Boden und Decke, dh horizontale Flächen, buchstäblich jedes Material verwenden. Es sollte jedoch eine zusätzliche Schicht mit hoher mechanischer Festigkeit verwendet werden - dies ist eine Voraussetzung.

Wenn wir über Kellerdecken sprechen, müssen sie mit Baustoffen mit geringer Hygroskopizität isoliert werden. Auch eine hohe Luftfeuchtigkeit muss berücksichtigt werden. Geschieht dies nicht, kann die Isolierung unter Feuchtigkeitseinfluss ihre Eigenschaften teilweise und vollständig verlieren.

Nun, für Wände (vertikale Flächen) müssen Sie Materialien in Form von Platten oder Blechen verwenden. Wenn Sie sich für Rollenmaterial oder Schüttgut entscheiden, werden die Materialien mit der Zeit definitiv durchhängen. Daher muss die Befestigungsmethode einwandfrei sein. Und das ist ein separates Thema.

Vergleichstabelle der Wärmeleitfähigkeit von Materialien und Heizelementen (Video)

Menschen haben auch unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten, einige wärmen sich wie Flusen, während andere Wärme wie Eisen aufnehmen.

Juri Sereschkin

Das Wort „auch“ in obiger Aussage zeigt, dass der Begriff „Wärmeleitfähigkeit“ nur bedingt auf den Menschen angewendet wird. Obwohl…

Wussten Sie schon: Ein Pelzmantel wärmt nicht, er speichert nur die Wärme, die der menschliche Körper produziert.

Das bedeutet, dass der menschliche Körper die Fähigkeit besitzt, Wärme im wörtlichen und nicht nur im übertragenen Sinne zu leiten. Das ist alles Poesie, in der Tat werden wir Heizungen in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit vergleichen.

Sie wissen es besser, weil Sie selbst in die Suchmaschine „Wärmeleitfähigkeit von Heizungen“ eingegeben haben. Was genau wolltest du wissen? Und wenn ohne Scherz, dann ist es wichtig, dieses Konzept zu kennen, denn verschiedene Materialien verhalten sich sehr unterschiedlich im Gebrauch. Ein wichtiger, wenn auch nicht entscheidender Punkt bei der Auswahl ist gerade die Fähigkeit des Materials, Wärmeenergie zu leiten. Wenn Sie das falsche Wärmedämmmaterial wählen, erfüllt es einfach nicht seine Funktion, nämlich die Wärme im Raum zu halten.

Schritt 2: Theoriekonzept

Aus einem Schulphysikkurs erinnern Sie sich wahrscheinlich, dass es drei Arten der Wärmeübertragung gibt:

• Konvektion;
• Strahlung;
• Wärmeleitfähigkeit.

Wärmeleitfähigkeit ist also eine Art Wärmeübertragung oder Bewegung von Wärmeenergie. Es hat mit der inneren Struktur der Körper zu tun. Ein Molekül überträgt Energie auf ein anderes. Jetzt Lust auf einen kleinen Test?

Welche Art von Stoff überträgt (überträgt) die meiste Energie?

• Feste Körper?
• Flüssigkeiten?
• Gase?

Richtig, das Kristallgitter von Festkörpern überträgt am meisten Energie. Ihre Moleküle sind näher beieinander und können daher effektiver interagieren. Gase haben die geringste Wärmeleitfähigkeit. Ihre Moleküle haben den größten Abstand voneinander.

Schritt 3: Was kann eine Heizung sein

Wir setzen unser Gespräch über die Wärmeleitfähigkeit von Heizungen fort. Alle Körper in der Nähe neigen dazu, die Temperatur untereinander auszugleichen. Ein Haus oder eine Wohnung als Objekt versucht, die Temperatur mit der Straße auszugleichen. Sind alle Baustoffe isolierend? Nein. Beispielsweise lässt Beton den Wärmefluss von Ihrem Haus zur Straße zu schnell zu, sodass die Heizgeräte keine Zeit haben, die gewünschte Temperatur im Raum aufrechtzuerhalten. Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient für die Isolierung wird nach folgender Formel berechnet:

Wobei W unser Wärmefluss ist und m2 die Isolationsfläche mit einer Temperaturdifferenz von einem Kelvin (entspricht einem Grad Celsius). Für unseren Beton beträgt dieser Koeffizient 1,5. Das bedeutet, dass ein Quadratmeter Beton bei einem Temperaturunterschied von einem Grad Celsius bedingt 1,5 Watt Wärmeenergie pro Sekunde durchlassen kann. Es gibt jedoch Materialien mit einem Koeffizienten von 0,023. Es ist klar, dass solche Materialien für die Rolle von Heizungen viel besser geeignet sind. Spielt die Dicke eine Rolle, fragen Sie? Theaterstücke. Aber hier können Sie den Wärmedurchgangskoeffizienten immer noch nicht vergessen. Um die gleichen Ergebnisse zu erzielen, benötigen Sie eine 3,2 m dicke Betonwand oder eine 0,1 m dicke Schaumstoffplatte.Es ist klar, dass Beton zwar technisch eine Heizung sein kann, aber wirtschaftlich nicht machbar ist. Deshalb:

Isolierung kann als Material bezeichnet werden, das die geringste Menge an Wärmeenergie durch sich selbst leitet, verhindert, dass sie den Raum verlässt, und gleichzeitig so wenig wie möglich kostet.

Der beste Wärmeisolator ist Luft. Daher besteht die Aufgabe jeder Isolierung darin, einen festen Luftspalt ohne Konvektion (Bewegung) von Luft darin zu schaffen. Deshalb besteht beispielsweise Schaumstoff zu 98 % aus Luft. Die gebräuchlichsten Dämmstoffe sind:

• Styropor;
• extrudierter Polystyrolschaum;
• Mineralwolle;
• Penofol;
• Penoizol;
• Schaumglas;
• Polyurethanschaum (PPU);
• Ökowolle (Zellulose);

Die Wärmedämmeigenschaften aller oben aufgeführten Materialien liegen nahe an diesen Grenzen. Überlegenswert ist auch: Je höher die Dichte des Materials, desto mehr leitet es Energie durch sich selbst. Erinnerst du dich an die Theorie? Je näher die Moleküle sind, desto effizienter wird Wärme geleitet.

Schritt 4: Vergleichen. Tabelle der Wärmeleitfähigkeit von Heizungen

Die Tabelle zeigt einen Vergleich von Heizungen in Bezug auf die von den Herstellern angegebene und den GOSTs entsprechende Wärmeleitfähigkeit:

Vergleichstabelle der Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen, die nicht als Heizung gelten:

Die Wärmeübertragungsrate gibt nur die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung von einem Molekül zum anderen an. Für das wirkliche Leben ist dieser Indikator nicht so wichtig. Auf eine thermische Berechnung der Wand kann man aber nicht verzichten. Der Wärmeübergangswiderstand ist der Kehrwert der Wärmeleitfähigkeit. Wir sprechen von der Fähigkeit des Materials (Isolierung), den Wärmefluss zurückzuhalten. Um den Wärmeübergangswiderstand zu berechnen, müssen Sie die Dicke durch den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten dividieren. Das folgende Beispiel zeigt die Berechnung des Wärmewiderstands einer Wand aus einem 180 mm dicken Balken.

Wie Sie sehen können, beträgt der Wärmewiderstand einer solchen Wand 1,5. Genügend? Es kommt auf die Region an. Das Beispiel zeigt die Berechnung für Krasnojarsk. Für diesen Bereich wird der erforderliche Widerstandskoeffizient von umschließenden Strukturen auf 3,62 festgelegt. Die Antwort ist klar. Selbst für das viel weiter südlich gelegene Kiew liegt dieser Wert bei 2,04.

Der Wärmewiderstand ist der Kehrwert der Wärmeleitfähigkeit.

Dies bedeutet, dass die Fähigkeit eines Holzhauses, Wärmeverlusten standzuhalten, nicht ausreicht. Erwärmung ist notwendig und schon, mit welchem ​​​​Material - berechnen Sie nach der Formel.

Schritt 5: Montageregeln

Es ist erwähnenswert, dass alle oben genannten Indikatoren für DRY-Materialien angegeben sind. Wenn das Material nass wird, verliert es seine Eigenschaften um mindestens die Hälfte oder verwandelt sich sogar in einen „Lappen“. Daher ist es notwendig, die Wärmedämmung zu schützen. Styropor wird meistens unter einer nassen Fassade gedämmt, bei der die Dämmung durch eine Putzschicht geschützt wird. Auf die Mineralwolle wird eine Abdichtungsbahn aufgebracht, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern.

Ein weiterer Punkt, der Aufmerksamkeit verdient, ist der Windschutz. Heizungen haben unterschiedliche Porosität. Vergleichen wir zum Beispiel Platten aus expandiertem Polystyrol und Mineralwolle. Sieht der erste solide aus, zeigt der zweite deutlich Poren oder Fasern. Wenn Sie also eine faserige Wärmedämmung wie Mineralwolle oder Ecowool an einem windgeblasenen Zaun anbringen, achten Sie unbedingt auf den Windschutz. Andernfalls wird die gute Wärmeleistung der Isolierung nicht genutzt.

Schlussfolgerungen

Wir haben also diskutiert, dass die Wärmeleitfähigkeit von Heizgeräten ihre Fähigkeit ist, Wärmeenergie zu übertragen. Der Wärmeisolator darf die vom Heizsystem des Hauses erzeugte Wärme nicht abgeben. Die Hauptaufgabe eines jeden Materials ist es, die Luft im Inneren zu halten. Es ist das Gas mit der niedrigsten Wärmeleitfähigkeit. Es ist auch notwendig, den Wärmewiderstand der Wand zu berechnen, um den richtigen Wärmedämmkoeffizienten des Gebäudes zu ermitteln. Wenn Sie Fragen zu diesem Thema haben, hinterlassen Sie diese bitte in den Kommentaren.

Drei interessante Fakten zur Wärmedämmung

• Der Schnee dient dem Bären in der Höhle als Wärmeisolator.
• Kleidung ist auch ein Wärmeisolator. Wir fühlen uns nicht wohl, wenn unser Körper versucht, die Temperatur mit der Umgebungstemperatur anzugleichen, die statt der üblichen 36,6 -30 Grad betragen kann.
• Die Decke ist ein Wärmeisolator. Es lässt die Wärme des menschlichen Körpers nicht entweichen.

Bonus

Als Bonus für Neugierige, die bis zum Ende gelesen haben, ein interessantes Experiment zur Wärmeleitfähigkeit: