Пенополистирол: выбор оптимальной толщины экструдированного утеплителя
Экструдированный пенополистирол – одна из разновидностей современных строительных утеплителей, применяемых для обшивки зданий различного предназначения с целью обеспечения оптимальной теплоэффективности.
Производство экструдированного пенополистирола
Слово «экструдированный» в назывании материала обозначает способ его производства – на специальном оборудовании (экструдере).
Начальный этап – нагрев исходного сырья (гранул полистирола). Затем разогретая однородная масса (с предварительно введенным вспенивающим веществом) пропускается черед специальное выходное отверстие (головку) экструдера, после чего (при остывании) материал приобретает нужную форму и однородную структуру.
Данный способ производства позволяет достичь ряда высоких эксплуатационных характеристик:
- химическая стойкость;
- пожаробезопасность;
- низкая теплопроводность;
- высокая стойкость при воздействии нагрузок на сжатие и изгиб;
- влагостойкость;
- простота монтажа без применения специализированной техники и профессионального инструмента.
Сфера применения и параметры
Экструдированный пенополистирол отлично подходит для утепления оконных проемов, внутренней и внешней поверхностей стен, эксплуатируемых и неэксплуатируемых крыш. Высокая стойкость к воздействию внешних факторов позволяет применять материал для утепления подземных частей строений: фундаментов, подвалов и т.д. Также пенополистирол — один из лучших наполнителей, которые используются в процессе производства сэндвич-панелей.
Как подобрать толщину утеплителя?
Один из основных параметров любого утеплителя – толщина его слоя. Экструдированный пенополистирол отличается лучшей изоляцией, чем большинство известных материалов. Это позволяет снизить толщину утеплительного слоя (или стен) на десятки процентов и даже в разы.
Необходимая толщина рассчитывается с учетом целого ряда факторов: конкретного коэффициента теплопроводности и требуемой величины термического сопротивления.
Под термическим сопротивлением понимают свойство тела препятствовать распространению теплового движения молекул.
Параметр определяется как температурный напор, который необходим для передачи единицы энергии теплового потока через слой изолятора (чем он ниже, тем меньше потери тепла) и вычисляется по формуле:
R =а/л, (м2*оС/Вт),
где а – толщина материала, м;
л — коэффициент теплопроводности, Вт/м*оС.
Коэффициент теплопроводности материала – основной эксплуатационный показатель эффективности утеплителя. Он зависит от количества тепла, проходящего через поверхность сечением в 1 м2 толщиной 1 м при разности внешней и внутренней температур в 1оС за час.
Определение необходимой толщины слоя утеплителя, таким образом, сводится к вычислению термического сопротивления и подстановки в формулу справочной константы коэффициента теплопроводности экструдированного пенополистирола.
Утеплитель эппс. Экструзионный пенополистирол | Интерьер и декор
Содержание
- Утеплитель эппс. Экструзионный пенополистирол
- Экструдированный пенополистирол сравнительные характеристики. Экструдированный пенополистирол технические характеристики сравнение
- Экструдированный пенополистирол. Технические характеристики и размеры
- Производство
- Теплоизоляция стен. Утепление экструдированным пенополистиролом.
- Клей для экструдированного пенополистирола
- Технические характеристики
- Экструдированный пенополистирол применение. Сферы применения экструдированного пенополистирола
- Экструдированный пенополистирол толщина. Технические характеристики экструдированного пенополистирола
- Экструдированный пенополистирол. Внимательно рассмотрите торцевую часть плиты
- Видео осторожно! Утепление стен/фасадов ЭППС (экструдированным пенопластом, XPS)
Утеплитель эппс. Экструзионный пенополистирол
Экструзионный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ XPS представляет собой теплоизоляционный материал с равномерно распределенными замкнутыми ячейками. ТЕХНОНИКОЛЬ XPS не впитывает воду, не набухает и не дает усадки, химически стоек и не подвержен гниению.
Высокая прочность позволяет получить ровное и одновременно жесткое основание, что существенно увеличивает срок эксплуатации всей теплоизоляционной системы.
Область применения:
ТЕХНОНИКОЛЬ XPS применяется в общегражданском строительстве при устройстве теплоизоляции фундамента, кровли, полов, утеплении фасадов.
Экструдированный пенополистирол (или экструзионный пенополистирол) — это новое слово в сфере теплоизоляционных технологий. Даже несмотря на то, что материал начали производить более 60-ти лет назад, он по-прежнему не имеет аналогов ни в России, ни в мире. Пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ XPS — это универсальный утеплитель во всех отношениях.
Во-первых, экструдированный пенополистирол позволяет эффективно осуществлять теплоизоляцию самых различных объектов, конструкций и сооружений. Другими словами, он имеет поистине широкую сферу применения. ТЕХНОНИКОЛЬ XPS используют при устройстве теплоизоляции полов, стен, фундаментов, кровли, а также различных инженерных сооружений и дорог . Таким образом, экструдированный пенополистирол находит применение как в промышленном, так и в частном строительстве.
Во-вторых, утеплитель ТЕХНОНИКОЛЬ XPS обладает уникальными техническими характеристиками. Экструдированный пенополистирол имеет один из самых низких показателей теплопроводности в ряду другой аналогичной продукции. Кроме того, ТЕХНОНИКОЛЬ XPS характеризуется химической стойкостью, высокой прочностью на сжатие, водо- и паронепроницаемостью, а также устойчивостью к образованию плесени и грибков. Таким образом, экструдированный пенополистирол ТЕХНОНИКОЛЬ XPS не только обеспечивает теплоизоляцию, но и эффективно препятствует воздействию целого ряда других разрушительных и негативных факторов.
Кроме того, экструдированный пенополистирол относится к классу экологически чистых материалов, что делает его вне конкуренции в ряду других утеплителей.
Корпорация ТЕХНОНИКОЛЬ осуществляет производство экструзионного (экструдированного) пенополистирола с применением самых современных технологий и новейшего оборудования, что позволяет изготавливать действительно качественный, надежный и долговечный теплоизоляционный материал. В ассортименте компании представлен ТЕХНОНИКОЛЬ XPS нескольких видов, ориентированных на оптимальное решение задач по теплоизоляции.
XPS ТЕХНОПЛЕКС, ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO, ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO FAS, ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON ECO SP, ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF, ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF SLOPE, ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON SOLID, ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON SAND . Данные виды экструзионного пенополистирола различаются показателями прочности на сжатие, водопоглощения, а также коэффициентами теплопроводности при различных условиях эксплуатации.
Правильно подобранный экструзионный пенополистирол — это эффективное решение проблем с теплоизоляцией на долгие годы вперед, высокая экономия затрат на отопление и гарантия долговечности конструкций и сооружений.
Экструдированный пенополистирол сравнительные характеристики. Экструдированный пенополистирол технические характеристики сравнение
Экструдированный пенополистирол. Технические характеристики и размеры
Этот синтетический теплоизоляционный материал был создан американскими специалистами в 1941 году.
Что и не удивительно, поскольку экструзионный пенополистирол имеет превосходные характеристики (см. ниже).
Производство
XPS получают методом экструзии. В гранулы полистирола добавляют специальный реагент, который вспенивает всю массу. Затем ее прогоняют через шприц-машину и придают форму с помощью профилирующей головки.
В продаже сегодня можно приобрести XPS плиты разных марок: 200, 250, 300, 500 и 700 кПа. Основное их отличие – показатель прочности на сжатие. Наиболее крепкие (700 кПа) используют в больших промышленных объектах. А при строительстве частных домов самыми ходовыми считаются плиты с показателями прочности не более 300 кПа. Лишь в отдельных случаях специалисты рекомендуют использовать ЭППС в 500 кПа.
Плиты XPS, в зависимости от марки, весят от 28 до 45 килограммов.
Чтобы ЭППС легко было отличить от обычного полистирола, компании окрашивают свою продукцию в разные цвета: розовый, бежевый, голубой, зеленый, желтый, серый.
По цвету можно идентифицировать и производителя:
STYROFOAM™ — голубой
TEPLEX — светло зеленый
Primaplex — светло синий
Ursa — белый или бежевый
Пеноплэкс — оранжевый. Самый раскрученный.
Немецкий BASF — зеленый
Греческий — бирюзовый
Польский — розовый
Финский — синий
Теплоизоляция стен. Утепление экструдированным пенополистиролом.
Несмотря на широкое применение ЭППС, большинство людей приобретают его для утепления стен, которые являются основным источником потерь тепла (до 45%). Вот несколько полезных рекомендаций тем, кто планирует утеплить стены дома экструзионным пенополистиролом.
- Работы лучше производить в сухую погоду. Температура воздуха — не ниже +5°С.
Наклеивать плиты необходимо снизу, строго горизонтальными рядами.
Каждый верхний ряд приклеивается встык к нижнему. Старайтесь правильно устанавливать плиту с первого раза, поскольку через пару минут демонтировать ее будет сложно.
Если стена старая, с шелушащейся и отваливающейся штукатуркой, то плиты необходимо зафиксировать с помощью дюбелей.
В течение первых трех дней после укладки необходимо защищать стену от прямого попадания солнечных лучей. Затем можно устанавливать на нее армирующую сетку.
Клей для экструдированного пенополистирола
Автор статьи при решении этого вопроса выбрал Ceresit CT 84 (не реклама) — этот клей посоветовали трижды: на строительном форуме, в магазине менеджер которому доверяю и начальник монтажного отдела о церезит очень хорошо отзывался. Клей очень быстро и надежно схватывает — даже при высокой влажности и довольно экономичен. Наносил вот этой штукой с отступом 20 мм от торца, а затем по центру вдоль плиты. Перезимовали первую зиму — полет нормальный.
Технические характеристики
Низкая теплопроводность. Очень важная величина, которая влияет на температуру в помещении. Теплопроводность XPS не превышает 0,03 Вт/Мк.
Гигроскопичность. Этот показатель у экструдированного пенополистирола также находится в нижних пределах, благодаря чему материал устойчив во внешней среде, долго сохраняет свои уникальные характеристики.
Химическая инертность. ЭППС практически не вступает в реакции с прочими химическими соединениями.
Пожаробезопасность. Экструдированный пенополистирол нетоксичен и не выделяет при горении вредных веществ. Его тотальное возгорание возможно лишь при высоких температурах. От спички или окурка ЭППС не воспламеняется.
Источник: https://doma-na-veka.ru/novosti/uteplitel-dlya-pola-ekstruzionnyy-polistirol-zhestkiy-ekstruzionnyy-penopolistirol
Экструдированный пенополистирол применение. Сферы применения экструдированного пенополистирола
Несмотря на сходный состав, утеплители изготавливаются по совершенно разным технологиям, поэтому значительно различаются по техническим характеристикам.
Пенополистирол только на 2% состоит из полимера. Остальную часть занимает воздух, герметично запаянный внутри капсул и потому остающийся без движения.
Как известно, именно такая недвижимая воздушная прослойка обеспечивает хорошую теплоизоляцию. Теплопроводность пенополистирола ниже, чем у дерева (в 3 раза) и тем более ниже, чем у кирпича (в 17 раз). Благодаря этой особенности для утепления стен, толщиной 21 см, понадобится плита утеплителя, толщиной 12 см.
Пеноплекс благодаря большей плотности превосходит пенополистирол по показателю теплопроводности, но различие невелико. Так, если теплопроводность пенопласта составляет 0,04 Вт/мК, то соответствующий параметр у пеноплекса составляет 0,032 вт/мК. Если говорить применительно к материалам, то для теплоизоляции вместо плиты пенополистирола, толщиной 25 см можно брать плиту пеноплекса в 20 см, и результат будет тот же. Впрочем, эти показатели могут различаться в зависимости от производителя и конкретной марки материалов.
. Для того, чтобы добиться полной звукоизоляции, понадобится тонкая плита в 3 см.
Бесспорным преимуществом обычного пенополистирола является водонепроницаемость. Максимальный объем поглощения влаги — не более 3% от массы самого материала. При этом даже при максимальном поглощении влаги характеристики пенопласта не меняются.
Если экструдировать полимер, можно добиться еще более высоких результатов. Так, максимальный показатель поглощения влаги для пеноплекса не превышает 0,4%. Поэтому при утеплении фасада экструзионным пенополистеролом допускается пренебречь пароизоляцией. Если же выбор пал на пенопласт, то пароизоляцию лучше все-таки провести.
Если говорить о прочности, то и тут выигрывает пеноплекс как более плотный материал. Пенопласт из-за крупных микропор с течением времени неизбежно снижает устойчивость к различным воздействиям.
Прочность на сжатие пенопласта составляет лишь 0,2 Мпа, тогда как у пенополистирола, изготовленного с помощью экструзии – 0,5 Мпа. Если же сравнивать прочность на сжатие двух плит одинаковой толщины, то пенопласт оказывается менее прочным в 4 раза.
Экструдированный пенополистирол толщина. Технические характеристики экструдированного пенополистирола
- Теплопроводность . Коэффициент теплопроводности составляет 0,03 ватта на метр на Кельвин. Низкая теплопроводность позволяет применить материал в жилищном строительстве и даже при колодцевой укладке или утеплении кровель частных домов.
- Водостойкость . Мельчайшие замкнутые ячейки в структуре материала минимизируют водопоглощение материала. Даже если полностью погрузить плиту в воду, то жидкость попадет только в боковые соты, которые находятся в открытом состоянии.
На фото водостойкость экструдированного пенополистирола
- Морозостойкость . Экструдированный пенополистирол отлично подходит для российских условий благодаря высокой морозостойкости. Рабочий температурный диапазон составляет -50 – 750С. ЭП не теряет своих эксплуатационных свойств даже при многократном цикле отмораживания-замораживания.
- Долговечность и надежность . Срок службы материала варьируется в пределах 50 и более лет в зависимости от специфики применения. При этом ЭП не подвержен гниению и не поддерживает биологическую активность, сводя к нулю риск развития плесени и грибка.
- Низкая паропроницаемость. Для сравнения: плита, имеющая толщину 20 мм аналогична по паропроницаемости слою рубероида.
- Высокая плотность , которая составляет 15-200 кг/м3.
- Экономичность . Невысокая стоимость материала позволяет за небольшие деньги утеплить здание и создать комфортный микроклимат в помещениях.
- Экологичность . Несмотря на химическую основу, в составе отсутствуют вредные для здоровья компоненты, благодаря чему материал подходит для утепления жилых домов и медицинских учреждений. При этом при горении он не выделяет вредных испарений, что делает его пожаробезопасным.
На фото- экологичность экструдированного пенополистрирола
- Высокая прочность . На сжатие в пределах 18 000 кг/м2. Конкретный показатель зависит от плотности и толщины материала. В этом материал совпадает с характеристиками панелей сэндвич .
- Устойчивость к внешним воздействиям . Материал устойчив к воде, солевым растворам, кислотам, щелочам, спирту и другим химическим веществам.
- Простота в работе . Пенополистирол легко монтируется, не крошится и не выделяет пыль. А небольшой вес листов не потребует спецтехники для разгрузки и установки. Для подбора самого легкого теплоизоляционного материала следует ознакомиться с весом сэндвич-панелей 150 мм . При этом материал можно монтировать как на этапе строительства объекта, так и при отделке помещений.
- Универсальность . Материал подходит для гидроизоляции подвалов, фундаментов, теплоизоляции зданий, возведения ограждающих конструкций. Его активно используют для термоизоляции холодильных и морозильных систем, изотермических фургонов и ледовых арен.
Экструдированный пенополистирол. Внимательно рассмотрите торцевую часть плиты
У качественного экструзионного пенополистирола структура равномерная, без уплотнений, с размером ячеек 0,1-0,2мм (практически не видны невооруженным взглядом). Материал не впитывает влагу, не боится замораживания-оттаивания, имеет длительный срок жизни. Чем меньше размер ячеек, тем более качественным является материал. Продукция произведенная по европейским технологиям, устойчива к грызунам, насекомым, плесни и грибкам.
Некачественный экструзионный пенополистирол обладает высокопористой структурой, на таких плитах ячейки видны невооруженным глазом (размерность от 1мм до 2 мм)
Больший размер ячеек резко увеличивает коэффициент водопоглощения продукта. Это значит, что в момент хранения, монтажа или эксплуатации материал наберет влагу, и впоследствии значительно увеличится теплопроводность. Чем выше теплопроводность –тем толще должен быть теплоизоляционный слой. В результате потребитель будет вынужден приобретать большее количество материала, чтобы сохранить тепло в своем доме. Когда размер ячеек выше нормы, нивелируется одно из главных преимуществ XPS как влагостойкой теплоизоляции с практически нулевым показателем водопоглощения (0,2-0,4%%).
У недобросовестных производителей экструзионного пенополистирола коэффициент водопоглощения может превышать декларируемые значения в 6-10 раз. Такие показатели близки водопоглощению EPS -теплоизоляции (обычный гранулированный пенопласт).
Использование XPS с большим размером ячеек в наружных системах утепления (цоколи, фасады, кровли, трубы, фундаменты) чревато быстрым разрушением материала из-за частых циклов замораживания-размораживания набранной материалом воды. Срок службы такого материала может составить 2-3 года, в отличие от качественного пенополистирола который прослужит Вам десятилетия.
Еще одним недостатком материала с несоответствующим размером ячеек является низкий порог БИОСТОЙКОСТИ, а значит, есть риск, что например в утепленном цоколе вашего коттеджа появятся насекомые и грызуны.
Видео осторожно! Утепление стен/фасадов ЭППС (экструдированным пенопластом, XPS)
Листы и изоляция из вспененного полистирола (EPS)| Koolfoam
EPS или пенополистирол представляет собой легкий твердый ячеистый пластиковый материал. EPS устойчив к воде, насекомым и бактериям.
Koolfoam EPS соответствует австралийским стандартам AS/NZS 4859.1 — 2018. Самозатухающий, огнестойкий пенополистирол. Доступен как
- Профнастил (стандартный размер 2500 x 1200 любой толщины мм)
- блоки (5000 x 1200 x 620) и
- Custom Фигуры и профили
Преимущества EPS . при использовании в качестве теплоизоляции является его высокая R-значение. Значение R относится к способности материала сопротивляться тепловому потоку. Чем толще лист EPS, тем выше будет значение R.
По показателю теплопередачи наши листы из полистирола превосходят такие материалы, как обшивочные плиты, гипсокартон, бетонные плиты, фиброцементные плиты и другие материалы.
Более того, EPS устойчив к воде, насекомым и бактериям. Он также легкий, доступный и быстрый в производстве, что делает его практичным материалом для многих ситуаций.
Koolfoam ULTRA
Koolfoam Ultra – это новое слово в теплоизоляции и теплоизоляции зданий.
Koolfoam ultra — это тип пенополистирола (EPS) с частицами графита. Эти частицы отражают и поглощают тепло и инфракрасное излучение. Результатом стал серый пенополистирол с новым уровнем изоляционных характеристик, до 35% более эффективный, чем белый пенополистирол.
Suggested uses:
- Pipe Insulation
- Underfloor insultaion with out without foil
R Values for Koolfoam ULTRA | |||||
|---|---|---|---|---|---|
Thickness mm | EPS | УЛЬТРА | |||
13 | 0. 1009 9 0.1009 9.1060 | R 0.42 | |||
25 | 0.69 | R 0.81 | |||
50 | 1,39 | R 1,61 | |||
| 75 |
| 0107 2.08 | R 2.42 | |
100 | 2.78 | R 3.23 | |||
R-значение указывает на термическое сопротивление материала. Он выражает способность материала определенной толщины сопротивляться тепловому потоку.
Значение R определяется как величина, обратная теплопроводности материала (значение K).
Значение R может также относиться к сборке материалов, например к стене здания. Он может выражать комбинированное термическое сопротивление сборки материалов путем сложения их индивидуальных значений R.
Вот несколько сравнений R-значений обычных строительных материалов:
- Пенополистирол 50 мм, класс S = R1,39
- Кирпичная работа, 110 мм = R0.18
- W Eatherboards, 12 мм AVG, сосна = R0.08
- . плита, 10 мм = R0,059
- Лист из фиброцемента, 6 мм = R0,019
Мы стремимся сделать нашу работу проще для ваших клиентов с помощью качественных продуктов и проектов .
Все начинается с предоставления надежного совета по выбору продукта, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Благодаря нашему многолетнему опыту работы в отрасли, мы видели все это. Наша дружная команда специалистов будет рада помочь найти решение для ваших нужд и бюджета.
Мы гордимся тем, что производим полистироловые листы самого высокого качества на рынке. Наши листы не только обладают превосходными характеристиками, они также тщательно обработаны и могут быть обрезаны до нужного вам размера.
Ваш опыт в качестве клиента важен для нас. Мы хотим оправдать и превзойти ваши ожидания благодаря нашему первоклассному обслуживанию клиентов. Кроме того, мы всегда доставляем готовую продукцию вовремя. Мы даже можем доставить вам готовый продукт в любую точку от Северного Брисбена до Голд-Коста и Ипсвича.
Что бы вам ни понадобилось, свяжитесь с нами, чтобы сделать заказ, или обратитесь за советом к нашей дружной и опытной команде. Вы можете позвонить нам по телефону 07 3209 1044 или написать нам по электронной почте, перейдя на вкладку «Контакты» выше.
Мы будем рады найти идеальное решение.
Экструдированный полистирол обеспечивает более высокие значения теплопроводности
РЕФЕРАТ
Новое исследование, проведенное Транспортным центром Университета Аляски, Университет Аляски в Фэрбенксе (исследование Коннора [1]), недавно сообщило о значениях сопротивления теплопередаче, измеренных на изоляции, удаленной из применения ниже сорта в суровых климатических условиях, дополняя данные двух предыдущих аналогичных исследований [2, 3]. В трех исследованиях сообщалось об эксплуатационных значениях сопротивления теплопередаче на дюйм изоляции из экструдированного полистирола (XPS) и пенополистирола (EPS), установленных под дорогами и взлетно-посадочными полосами аэропортов со сроком службы от 1 года до 31 года. Данные этих трех исследований были объединены для более надежного определения эксплуатационных характеристик как XPS, так и EPS в требовательных приложениях ниже уровня земли.
ВВЕДЕНИЕ
Значение R полистироловой изоляции под дорогами и аэродромами в холодном климате имеет решающее значение для защиты инфраструктуры от повреждений, вызванных морозным пучением и таянием вечной мерзлоты. Следовательно, необходимо принимать во внимание основные факторы, влияющие на показатели коэффициента теплопередачи в процессе эксплуатации, такие как старение и поглощение влаги. Архитекторы, инженеры, консультанты и опытные специалисты по строительству, заинтересованные в долговечности пенополистирольной изоляции, оценят новый информативный отчет о результатах испытаний 15 образцов полистирольной изоляции, взятых в полевых условиях из трех различных мест под землей в регионах с холодным климатом Аляски. [1].
В заключительном отчете по проекту исследования Коннора [1] было обнаружено следующее:
- Чтобы обеспечить такое же значение R при эксплуатации, EPS должен быть в 1,5–2 раза толще, чем XPS.
- Новые данные подтверждают предыдущие результаты, свидетельствующие о более высоком значении R на дюйм для XPS по сравнению с EPS. Фактически, новые результаты показывают, что предыдущие результаты недооценивали снижение термического сопротивления пенополистирола с течением времени.
- Небольшие лабораторные сравнительные испытания, используемые для классификации продуктов EPS и XPS (например, ASTM C272 [4] или ASTM D2842 [5], ссылки на которые содержатся в стандартах на материалы ASTM C578 [6] и CAN/ULC S701.1 [7]) не полностью учитывают фактическое долгосрочное значение R, реализованное в полевых условиях.
- Более новые продукты из пенополистирола не привели к улучшению показателей коэффициента сопротивления теплопередаче, оцененному после извлечения в полевых условиях и многолетнего воздействия ниже уровня земли.
- Влагопоглощение при использовании пенополистирола оказывает гораздо большее негативное влияние на коэффициент теплопередачи в процессе эксплуатации, чем поглощение влаги и старение при использовании пенополистирола.
ПРЕДПОСЫЛКИ
До исследования Коннора самый старый образец XPS в трех отчетах находился в эксплуатации 25 лет, а самый старый образец EPS — 15 лет в эксплуатации. Общее количество комбинированных точек данных для XPS и EPS составило 18 и 7 соответственно. Исследование Коннора предоставило дополнительные данные для изоляции EPS и XPS, особенно в отношении более длительного срока службы, что позволило провести обновленную сравнительную оценку за аналогичный диапазон лет эксплуатации.
Предыдущие исследования
В исследовании Esch [2] ранее рассматривались 14,7 миль дорог и 9750 футов взлетно-посадочной полосы аэродрома, построенных Департаментом автомобильных дорог Аляски для борьбы с морозным пучением и таянием вечной мерзлоты.
В исследовании Pouliot и Savard [3] позже был проведен экспериментальный тестовый участок дороги длиной примерно 385 метров в Saints-Martyrs-Canadiens, Квебек (к югу от Квебека), чтобы сравнить характеристики неизолированных и изолированных участков проезжей части с использованием XPS и EPS. Дорога была построена в 1995 году, и материалы XPS и EPS были извлечены через 1, 3, 5 и 7 лет эксплуатации.
Существующие коэффициенты толщины
Типичным выражением сравнительной оценки пенополистирольной изоляции является отношение толщины. Рекомендуемая толщина изоляции EPS получается путем умножения требуемой толщины XPS на отношение толщины EPS/XPS. Например, если инженерный проект требует четыре дюйма XPS, а рекомендуемое соотношение толщины составляет 1,5, то инженерная спецификация должна требовать, чтобы толщина EPS составляла 1,5 умножить на четыре дюйма.
ИССЛЕДОВАНИЕ КОННОРА
Исследование Коннора предоставляет новые долгосрочные эксплуатационные данные, которые дают дополнительную информацию о характеристиках влажности прошлых и новых продуктов EPS и XPS. Данные показывают, что тепловые и влагостойкие характеристики новых продуктов из пенополистирола (примерно через пять лет эксплуатации) хорошо соответствуют более старым продуктам из пенополистирола. Новые данные обеспечивают дополнительную уверенность в том, что текущие отношения толщины, предписанные в ASCE 32, а также в исследованиях Эша и Пулио и Савара, действительны или даже занижены.
Образцы пенополистирола в исследовании Коннора находились в неблагоприятных условиях в течение пяти лет (шоссе Далтон, Аляска) и 21 года (шоссе Криппл-Крик, Аляска). Изоляционные материалы XPS находились в неблагоприятных условиях в течение 31 года (аэропорт Голиван, Аляска). Эти образцы предоставляют дополнительные данные о производительности для EPS и XPS после 21 и 31 года эксплуатации соответственно. Образцы EPS и XPS, извлеченные из местоположений ниже уровня грунта, были тщательно изучены. Исследователи обнаружили явную разницу в эффективном значении R-значения и водопоглощении.
Наличие нескольких площадок позволяет исследовать производительность в широком диапазоне условий с размером выборки, достаточным для выявления долгосрочных тенденций. В течение этих длительных периодов эксплуатации образцы пенополистирольной изоляции подвергались воздействию старения, влагопоглощения и высыхания, а также сил сжатия. Если объединить данные всех трех исследований по EPS и XPS, соответственно, размеры выборки составляют 19 и 21; а самый старший возраст службы — 21 и 31 год. Выводы по характеристикам R-значения приведены ниже и показаны на рис. 1.
Результаты испытаний, проведенных в исследовании Connor, указывают на быстрое падение значения R на дюйм для пенополистирола в течение первых пяти лет эксплуатации (значения R на дюйм при эксплуатации варьируются от 3,13 до 3,70). Для сравнения, значения R на дюйм для XPS только постепенно снижались после пяти лет эксплуатации на ранее измеренных образцах XPS (со значениями R на дюйм в диапазоне от 4,51 до 5,15). Кроме того, исследование Коннора показало, что значения R на дюйм для XPS постепенно снижались, выровнявшись до среднего значения около 4,1 после 31 года эксплуатации. Для сравнения, значения R на дюйм для EPS быстро снижались, выровнявшись до среднего значения около 2,2 после 21 года эксплуатации.
Рисунок 1: Термическое сопротивление (значение R на дюйм в единицах °F·ч·фут2 / БТЕ) в зависимости от количества лет эксплуатации. На этом графике представлены точки данных, представленные Коннором в табличной форме. Также показаны наилучшая средняя кривая и наилучшая средняя кривая минус одно стандартное отклонение для образцов EPS и XPS, как указано Коннором в форме уравнения.
На рис. 1 представлены точки данных для эксплуатационного значения R на дюйм, согласно исследованию Коннора. Новые точки данных подтверждают предыдущие результаты, показывающие более высокое значение R на дюйм для XPS по сравнению с EPS. Фактически, новые результаты показывают, что предыдущие результаты недооценивали снижение термического сопротивления пенополистирола с течением времени.
Исследование Коннора развивает концепцию среднего эксплуатационного значения R на дюйм минус одно стандартное отклонение (сплошная линия на рис. 1) в качестве одного из способов расчета толщины изоляции, необходимой для учета воздействия в процессе эксплуатации суровых условий ниже уровня земли. .
Предлагается несколько других процедур и соответствующих множителей для учета снижения R-значений на дюйм в зависимости от продолжительности эксплуатации. Независимо от процедуры, исследование Коннора приходит к выводу, что толщина пенополистирола должна быть в 1,5–2,0 раза больше толщины пенополистирола, чтобы тепловые характеристики пенополистирола соответствовали теплотехническим характеристикам пенополистирола.
ВЛИЯНИЕ ДЛЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Факторы, влияющие на характеристики изоляции при ее применении, включают R-значения, влажность, температуру, старение, состав прилегающей почвы, дренаж воды и качество монтажа. Все изделия из полистирола XPS и EPS классифицируются по типам в соответствии с небольшими лабораторными сравнительными испытаниями с использованием спецификаций ASTM C578 [6], CAN/ULC S701.1 [7] или AASHTO M230 [11]. Было бы ошибкой экстраполировать эти мелкомасштабные результаты, чтобы подразумевать точное представление (или расчетное значение) производительности месторождения, особенно с учетом множества переменных, упомянутых выше.
Например, долгосрочное термическое сопротивление (LTTR) [12] или старение, основанное на краткосрочных небольших лабораторных испытаниях, некоторыми считается расчетным значением R и единственным наиболее важным критерием продукта. . Это неверное предположение. Единственная маломасштабная испытательная характеристика, такая как старение, не позволяет точно предсказать расчетное термическое сопротивление изоляции в процессе эксплуатации, особенно когда фактические эксплуатационные характеристики изоляции уже подтверждены в экстремальных реальных условиях.
Кроме того, полевое исследование в одном регионе страны не может точно предсказать одинаковые показатели во всех регионах страны, учитывая различные климатические и почвенные условия. К счастью, в этих трех исследованиях изучались несколько климатических условий с резкими циклами замерзания/оттаивания, такие как Фэрбенкс, Аляска и Квебек, Канада. Исследования предоставляют важные долгосрочные данные, в то время как мелкомасштабные методы испытаний, используемые для классификации полистирола, не свидетельствуют о долгосрочных характеристиках. Составитель спецификации несет ответственность за обеспечение того, чтобы эти исследовательские данные были применимы к их климатическому региону.
Еще один важный вывод исследования Коннора указывает на недостатки использования мелкомасштабных испытаний на поглощение влаги в качестве предиктора эксплуатационных характеристик. Помимо измерения значения R на дюйм, на всех образцах измеряли влагопоглощение. Исследование Коннора стремилось сопоставить точки данных «Вода по объему» с точками данных R-значения на дюйм. Согласно результатам небольших лабораторных испытаний (согласно требованиям ASTM C578), один продукт из пенополистирола имеет такое же влагопоглощение, как и пенополистирол, однако эксплуатационные характеристики существенно отличаются.
Другими словами, улучшенные результаты испытаний на влагопоглощение пенополистирола в малом масштабе статистически не улучшили и без того быстрое снижение R-значения пенополистирола из-за поглощения влаги в процессе эксплуатации. В этих исследованиях относительная разница в поглощении влаги помогает объяснить ухудшение значений R ниже уровня качества при эксплуатации. XPS в среднем поглощал меньше влаги, чем EPS, во всех исследованиях; следовательно, необходимо соотношение толщины, применяемое к продуктам из пенополистирола.