Comparación de conductividad térmica de calentadores.
Cuanto mayor es la conductividad térmica, peor funciona el material como aislamiento.
Empezamos comparando materiales aislantes térmicos por una razón, ya que esta es sin duda la característica más importante. Muestra cuánto calor pasa el material no durante un cierto período de tiempo, sino constantemente. La conductividad térmica se expresa como un coeficiente y se calcula en vatios por metro cuadrado. Por ejemplo, un coeficiente de 0,05 W / m * K indica que la pérdida de calor constante por metro cuadrado es de 0,05 vatios. Cuanto más alto sea el coeficiente, mejor el material conduce el calor, respectivamente, como calentador funciona peor.
A continuación se muestra una tabla que compara los calentadores de conductividad térmica populares:
| Nombre del material | Conductividad térmica, W / m * K |
| Minvata | 0,037-0,048 |
| Espuma de poliestireno | 0,036-0,041 |
| PPU | 0,023-0,035 |
| Penoizol | 0,028-0,034 |
| Ecowool | 0,032-0,041 |
Habiendo estudiado los tipos de aislamiento anteriores y sus características, podemos concluir que, con el mismo espesor, el aislamiento térmico más eficaz entre todos es la espuma de poliuretano líquida de dos componentes (PPU).
El espesor del aislamiento es de suma importancia, debe calcularse para cada caso individualmente. El resultado está influenciado por la región, el material y el grosor de las paredes, la presencia de zonas de amortiguación de aire.
Las características comparativas de los calentadores muestran que la densidad del material afecta la conductividad térmica, especialmente para la lana mineral. Cuanto mayor sea la densidad, menos aire en la estructura de aislamiento. Como sabe, el aire tiene un bajo coeficiente de conductividad térmica, que es inferior a 0,022 W / m * K. En base a esto, con un aumento en la densidad, el coeficiente de conductividad térmica también aumenta, lo que afecta negativamente la capacidad del material para retener el calor.
¿Qué es la conductividad térmica?
Puede averiguar qué tan bien un material en particular puede retener el calor por su coeficiente de conductividad térmica. Determinar este indicador es muy sencillo. Toma un trozo de material con una superficie de 1 m2 y un metro de espesor. Uno de sus lados se calienta y el lado opuesto se deja frío. En este caso, la diferencia de temperatura debería multiplicarse por diez. A continuación, miran cuánto calor llegará al lado frío en una hora. La conductividad térmica se mide en vatios dividida por el producto del metro y el grado (W / mK). Al comprar espuma de poliestireno para revestir una casa, logia o balcón, definitivamente debe mirar este indicador.
Comparación de la permeabilidad al vapor de los calentadores.
Alta permeabilidad al vapor = sin condensación.
La permeabilidad al vapor es la capacidad de un material para dejar pasar el aire y, con él, el vapor. Es decir, el aislamiento puede respirar. Los fabricantes han prestado mucha atención últimamente a esta característica del aislamiento doméstico. De hecho, solo se necesita una alta permeabilidad al vapor para aislar una casa de madera. En todos los demás casos, este criterio no es categóricamente importante.
Características de los calentadores para la permeabilidad al vapor, tabla:
| Nombre del material | Permeabilidad al vapor de agua, mg / m * h * Pa |
| Minvata | 0,49-0,6 |
| Espuma de poliestireno | 0,03 |
| PPU | 0,02 |
| Penoizol | 0,21-0,24 |
| Ecowool | 0,3 |
La comparación de calentadores para paredes mostró que los materiales naturales tienen el mayor grado de permeabilidad al vapor, mientras que los calentadores de polímero tienen un coeficiente extremadamente bajo. Esto indica que materiales como la espuma de poliuretano y el poliestireno tienen la capacidad de retener el vapor, es decir, cumplen la función de barrera de vapor.El penoizol también es un tipo de polímero elaborado a partir de resinas. Su diferencia con la espuma de poliuretano y el poliestireno radica en la estructura de las células que se abren. En otras palabras, es un material con estructura de celda abierta. La capacidad del aislamiento térmico para pasar vapor está estrechamente relacionada con la siguiente característica: la absorción de humedad.
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Características de los materiales
Un indicador importante de los materiales de construcción es su capacidad para encenderse. Polyfoam pertenece a la categoría de normalmente combustible, mientras que penoplex es un material altamente combustible. Para reducir su inflamabilidad, en la etapa de producción, el material se trata con retardadores de fuego. Se logró el resultado, pero solo penoplex comenzó a emitir a la atmósfera: gases venenosos peligrosos.
Los fabricantes de ambos tipos de materiales reclaman una vida útil ilimitada. Pero tal declaración es apropiada en ausencia de radiación ultravioleta en la superficie de los materiales. Por tanto, podemos hablar de durabilidad, después de cubrir la espuma y la espuma con materiales protectores.
Este material es altamente resistente a la humedad y hermético. Polyfoam pierde en estos parámetros, ya que no es una barrera confiable para la circulación del aire y está menos protegido de la humedad.
La diferencia entre espuma y espuma se debe a los siguientes parámetros:
- fuerza;
- resistencia a la humedad;
- hermeticidad.
Penoplex tiene las siguientes ventajas:
- la alta densidad del material reduce sus propiedades de aislamiento térmico;
- en ausencia de procesamiento adicional, es inferior en combustibilidad al poliestireno;
- bajo coeficiente de limpieza ambiental;
- alto grado de resistencia a la humedad.
Para la espuma, las siguientes propiedades son características:
- densidad mínima, pero el mejor grado de aislamiento térmico;
- falta de aislamiento acústico;
- resistencia mínima a la humedad.
Estas son las principales propiedades importantes de ambos materiales de construcción para el aislamiento, según las cuales se seleccionan. Ambos materiales son fáciles de instalar y procesar, pero a la hora de elegir un material para el aislamiento, es importante tener en cuenta un factor como su área de aplicación.
Descripción general de la higroscopicidad del aislamiento térmico
La alta higroscopicidad es un inconveniente que debe eliminarse.
Higroscopicidad: la capacidad de un material para absorber humedad, medida como porcentaje de su propio peso de aislamiento. La higroscopicidad se puede llamar el lado débil del aislamiento térmico y cuanto mayor sea este valor, se requerirán medidas más serias para neutralizarlo. El hecho es que el agua, que ingresa a la estructura del material, reduce la efectividad del aislamiento. Comparación de la higroscopicidad de los materiales aislantes térmicos más habituales en la construcción civil:
| Nombre del material | Absorción de humedad,% en peso |
| Minvata | 1,5 |
| Espuma de poliestireno | 3 |
| PPU | 2 |
| Penoizol | 18 |
| Ecowool | 1 |
La comparación de la higroscopicidad de los calentadores para la casa mostró una alta absorción de humedad del penoizol, mientras que este aislamiento térmico tiene la capacidad de distribuir y eliminar la humedad. Debido a esto, incluso cuando está mojado en un 30%, el coeficiente de conductividad térmica no disminuye. A pesar de que la lana mineral tiene un bajo porcentaje de absorción de humedad, necesita especialmente protección. Después de beber agua, la sostiene y no le permite salir. Al mismo tiempo, la capacidad de prevenir la pérdida de calor se reduce drásticamente.
Para excluir la entrada de humedad en la lana mineral, se utilizan películas de barrera de vapor y membranas de difusión. Básicamente, los polímeros son resistentes a la exposición prolongada a la humedad, con la excepción de la espuma de poliestireno común, se degrada rápidamente.En cualquier caso, el agua no benefició a ningún material de aislamiento térmico, por lo que es sumamente importante excluir o minimizar su contacto.
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Comparación de las características de los calentadores populares.
Espuma de poliestireno (poliestireno expandido)
Este aislamiento es el más popular debido a su facilidad de instalación y bajo costo.
El plástico de espuma está hecho de poliestireno espumado, tiene una conductividad térmica muy baja, es resistente a la humedad, se puede cortar fácilmente con un cuchillo y es conveniente durante la instalación. Debido a su bajo costo, tiene una gran demanda para el aislamiento de varios locales. Sin embargo, el material es bastante frágil y también favorece la combustión, liberando sustancias tóxicas a la atmósfera. Es preferible usar espuma de polietileno en locales no residenciales.
Penoplex (espuma de poliestireno extruido)
El aislamiento no está sujeto a la descomposición ni a la humedad, es muy duradero y fácil de usar; se puede cortar fácilmente con un cuchillo. La baja absorción de agua proporciona cambios insignificantes en la conductividad térmica del material en condiciones de alta humedad, las tablas tienen una alta resistencia a la compresión, no se descomponen. Gracias a esto, la espuma de poliestireno extruido se puede utilizar para aislar la base de la tira y el área ciega. Penoplex es ignífugo, duradero y fácil de usar.
Lana de basalto
El material se fabrica a partir de rocas basálticas mediante fusión y soplado con la adición de componentes para obtener una estructura fibrosa del material con propiedades hidrófugas. Durante el funcionamiento, la lana de basalto Rockwool no se espesa, lo que significa que sus propiedades no cambian con el tiempo. El material es ignífugo y respetuoso con el medio ambiente, tiene un buen aislamiento acústico y rendimiento de aislamiento térmico. Se utiliza para aislamiento interior y exterior. En habitaciones húmedas, se requiere una barrera de vapor adicional.
Lana mineral
La lana mineral está hecha de materiales naturales: rocas, escoria, dolomita utilizando una tecnología especial. Minvata Isover tiene baja conductividad térmica, es ignífugo y absolutamente seguro. Una de las desventajas del aislamiento es su baja resistencia a la humedad, que requiere la disposición de una barrera adicional contra la humedad y el vapor cuando se usa. No se recomienda el uso del material para aislar sótanos de casas y cimientos, así como en cuartos húmedos: baños de vapor, baños, vestidores.
Penofol, izolon (aislante térmico de polietileno revestido con papel de aluminio)
El aislamiento consta de varias capas de polietileno expandido de varios espesores y estructuras porosas. El material a menudo tiene una capa de papel de aluminio para un efecto reflectante y está disponible en rollos y hojas. El aislamiento tiene un grosor de varios milímetros (10 veces más fino que el aislamiento convencional), pero refleja hasta un 97% de la energía térmica, un material muy ligero, fino y fácil de usar. Se utilizan para aislamiento térmico e impermeabilización de locales. Tiene una larga vida útil, no emite sustancias nocivas.
Instalación y eficiencia operativa
La instalación de PPU es rápida y sencilla.
La comparación de las características de los calentadores debe realizarse teniendo en cuenta la instalación, porque esto también es importante. Es más fácil trabajar con aislamiento térmico líquido, como espuma de poliuretano y penoizol, pero esto requiere un equipo especial. También es fácil colocar lana ecológica (celulosa) en superficies horizontales, por ejemplo, al aislar un piso o un ático. Para rociar lana ecológica en las paredes con un método húmedo, también se necesitan dispositivos especiales.
La espuma plástica se coloca tanto a lo largo de la caja como inmediatamente sobre la superficie de trabajo.En principio, esto también se aplica a las losas de lana de roca. Además, es posible colocar aislamiento de losa tanto en superficies verticales como horizontales (incluso debajo de la regla). La lana de vidrio suave en rollos se coloca solo a lo largo de la caja.
Durante el funcionamiento, la capa de aislamiento térmico puede sufrir algunos cambios indeseables:
- saturar la humedad;
- encogerse;
- convertirse en un hogar para ratones;
- colapso por exposición a rayos infrarrojos, agua, solventes, etc.
Además de todo lo anterior, la seguridad contra incendios del aislamiento térmico es de gran importancia. Comparación de calentadores, tabla de grupo de inflamabilidad:
| Nombre del material | Grupo de inflamabilidad |
| Minvata | NG (no iluminado) |
| Espuma de poliestireno | G1-G4 (fácilmente inflamable) |
| PPU | G2 (moderadamente inflamable) |
| Penoizol | G1 (levemente inflamable) |
| Ecowool | G2 (moderadamente inflamable) |
Propiedades de aislamiento
Al elegir el aislamiento, es necesario tener en cuenta una amplia gama de sus características. El más importante de ellos será:
Esquema de aislamiento de paredes con lana de vidrio.
- Densidad. La conductividad térmica está directamente relacionada con este indicador. Cuanto más denso es, mayor es la conductividad térmica. Además, este indicador es decisivo en gran medida para superficies de orientación diversa.
- Conductividad térmica. Este es el principal indicador de aislamiento. Cuanto menor sea la capacidad de retener el calor, más material se requiere para el aislamiento. A su vez, este indicador depende de la capacidad de absorber la humedad.
- Higroscopicidad. Los calentadores, en los que este indicador es bajo, absorben mal la humedad y, en consecuencia, tienen una baja capacidad para conducir el calor, lo que afecta tanto la cantidad requerida como la durabilidad.
Además, de acuerdo con sus propiedades mecánicas, los calentadores generalmente se dividen en cuatro clases:
- a granel - gránulos o migas - sustancias espumosas de varias fracciones;
- algodón: material directamente enrollado o varios productos con su uso;
- placas: placas de varios tamaños fabricadas mediante encolado y prensado;
- bloques de espuma: hechos de hormigón celular, vidrio u otros materiales con propiedades adecuadas.
Resultados
Hoy revisamos los materiales de aislamiento para el hogar más utilizados. Comparando diferentes características, obtuvimos datos sobre la conductividad térmica, la permeabilidad al vapor, la higroscopicidad y el grado de inflamabilidad de cada uno de los calentadores. Todos estos datos se pueden combinar en una tabla común:
| Nombre del material | Conductividad térmica, W / m * K | Permeabilidad al vapor de agua, mg / m * h * Pa | Absorción de humedad,% | Grupo de inflamabilidad |
| Minvata | 0,037-0,048 | 0,49-0,6 | 1,5 | NG |
| Espuma de poliestireno | 0,036-0,041 | 0,03 | 3 | G1-G4 |
| PPU | 0,023-0,035 | 0,02 | 2 | G2 |
| Penoizol | 0,028-0,034 | 0,21-0,24 | 18 | D1 |
| Ecowool | 0,032-0,041 | 0,3 | 1 | G2 |
Además de estas características, hemos determinado que es más fácil trabajar con aislamiento líquido y lana ecológica. PPU, penoizol y ecowool (instalación húmeda) simplemente se rocían sobre la superficie de trabajo. La lana ecológica seca se llena a mano.
¿Qué determina la conductividad térmica de la espuma?
El valor de la conductividad térmica de la espuma, como cualquier otro material, depende de tres componentes principales:
- temperatura del aire;
- densidad del tablero de espuma;
- el nivel de humedad del ambiente en el que se utiliza el aislamiento.
Como puede verse en el diagrama, a bajas temperaturas del aire, el gradiente a lo largo del espesor de la pared varía linealmente desde valores negativos en la superficie exterior del revestimiento hasta + 20 ° C dentro de la habitación. Es necesario seleccionar la conductividad térmica y el espesor del material para que el punto de rocío, o, en otras palabras, la temperatura a la que el vapor de agua comienza a condensarse, esté dentro de la espuma.
Influencia de la densidad y la humedad del medio ambiente.
A pesar de todas las garantías de los fabricantes, la espuma es capaz de absorber y conducir el vapor de agua; en comparación, el valor de permeabilidad al vapor de la lámina de espuma es solo un 20% más bajo que la permeabilidad de la madera.Naturalmente, la presencia de vapor de agua en el espesor del material de espuma afecta significativamente su conductividad térmica. Es casi imposible encontrar la dependencia en los libros de referencia, por lo tanto, en los cálculos, se realiza una corrección empírica de la conductividad térmica, basada en el espesor del aislamiento térmico.
Polyfoam es capaz de absorber hasta un 3% de agua en las capas superficiales. La profundidad de absorción es de 2 mm, por lo tanto, al determinar la conductividad térmica de un material, estos milímetros se eliminan del espesor efectivo del aislamiento térmico. Por lo tanto, una hoja de espuma plástica con un grosor de 10 mm tendrá una conductividad térmica no 5 veces más que una hoja de 50 mm, sino 7 veces más. Con un espesor significativo de la espuma, más de 80 mm, la resistencia térmica aumenta mucho más rápido que su espesor.
El segundo factor que afecta la conductividad térmica es la densidad del material. Con el mismo espesor, el material de diferentes grados puede tener una densidad del doble. Se cree que el 98% de la estructura del aislamiento es aire seco. Con la duplicación de la cantidad de poliestireno en el tablero, naturalmente, la conductividad térmica también aumenta, en aproximadamente un 3%.
Pero ni siquiera se trata de la cantidad de poliestireno, el tamaño de las bolas y las células que componen la espuma cambia, se forman zonas locales con muy alta conductividad térmica o puentes fríos. Esto es especialmente cierto para las grietas y juntas, las zonas de deformación y la instalación de sujetadores. Por lo tanto, al instalar tacos de paraguas, se recomienda limitar el número de sujetadores a 3 puntos.
Efecto de la composición química sobre la conductividad térmica.
Pocas personas prestan atención a las propiedades especiales de la espuma. Hoy en día, el problema más grave de la espuma se considera su capacidad para encender y liberar productos de combustión tóxicos. SNiP y GOST requieren que la espuma utilizada para aislar edificios residenciales tenga un tiempo de autoextinción de no más de 4 s. Para ello, se utilizan sales de una serie de metales no ferrosos, como cromo, níquel, hierro, la inclusión en la composición de sustancias que emiten dióxido de carbono cuando se calientan.
Como resultado, en la práctica, la espuma con el índice "C" - autoextinguible tiene una conductividad térmica significativamente más alta que las marcas convencionales de poliestireno expandido. La práctica de usar poliestireno expandido para aislamiento en la Unión Europea ha demostrado que es más rentable y económico aplicar un recubrimiento especial de agentes formadores de gas a la superficie exterior de la espuma sin modificar. Esta solución le permite preservar las propiedades de ahorro de calor y el respeto al medio ambiente del material, al tiempo que aumenta significativamente la seguridad contra incendios.
