2010-12-27
1
Materiały
Materiały izolacji termicznej
izolacji termicznej
i akustycznej
i akustycznej
Podstawowe rodzaje transportu energii cieplnej
Przewodzenie
Przekazywanie energii od jednej cz
ą
stki do drugiej, za
po
ś
rednictwem ruchu drgaj
ą
cego tych cz
ą
stek
Konwekcja
W cieczach i gazach na skutek ruchu makroskopowych ilo
ś
ci
substancji. Ruchy te wyst
ę
puj
ą
na skutek ró
Ŝ
nicy g
ę
sto
ś
ci substancji
w ró
Ŝ
nych temperaturach lub s
ą
spowodowane innymi czynnikami.
Promieniowanie
Promieniowanie elektromagnetyczne (termiczne).
W budowlanych materiałach termoizolacyjnych
dominuje przewodzenie.
2010-12-27
2
Rola materiałów termoizolacyjnych i izolacji
akustycznej
Maksymalne utrudnienie
transportu energii cieplnej lub mechanicznej.
T
i
T
e
Q
i
Q
e
∆
Q
∆
Q
∆
Q
→
min
dla
utrzymania
stałej
∆
T
konieczne
dostarczanie
energii
Podstawowe wymaganie dla budowlanych materiałów
termoizolacyjnych
λ ≤
0,25 W/mK
ρ
o
≤
800 kg/m
3
- wysokoefektywne:
λ ≤
0,07 W/mK
-
ś
rednioefektywne: 0,07 W/mK <
λ
< 0,1 W/mK
- niskoefektywne: 0,1 W/mK <
λ
< 0,25 W/mK
2010-12-27
3
Przewodzenie w ciałach stałych i gazach
amorficzne
(tw. sztuczne;
polistyren)
krystaliczne
(metale;
aluminium)
stopie
ń
zorganizowania mikrostruktury
Ciała stałe
0,1 W/mK <
λ
<150 W/mK
argon
wodór
powietrze
Gazy
0,018 W/mK <
λ
< 0,18 W/mK
eter
woda
Ciecze
0,15 W/mK <
λ
< 0,65 W/mK
Współczynnik
λ
– powietrze suche i woda
powietrze w du
Ŝ
ych porach (> 2 mm)
w ruchu
przewodzenie i konwekcja
powietrze w małych porach (< 2 mm)
w bezruchu
tylko przewodzenie
(konwekcja pomijalnie mała)
λ
pow.br
≈
0,025 W/mK
λ
pow.r
≈
0,036 do 0,046 W/mK
λ
woda
≈
0,65 W/mK
2010-12-27
4
szkielet (V
s
,
λ
s
)
pory (V
pow
,
λ
pow
)
pory < 1 mm
(V
pow. br
,
λ
pow, br
)
pory > 1 mm
(V
pow, r
,
λ
pow, r
)
=
+
Jak zbudowany jest materiał termoizolacyjny
λ
mat
= V
s
·
λ
s
+ V
pow
·
λ
pow
λ
mat
= V
s
·
λ
s
+ V
pow
·
λ
pow
λ
mat
= V
s
·
λ
s
+ V
pow,br
·
λ
pow.br
+ V
pow.r
·
λ
pow.r
↓
↓
↓
↑
↓
Jak uzyska
ć
materiał o dobrej termoizolacyjno
ś
ci
Wnioski
- mo
Ŝ
liwie najmniejszy udział szkieletu
- szkielet z substancji o najmniejszej przewodno
ś
ci
- mo
Ŝ
liwie najwi
ę
kszy udział porów o małych
ś
rednicach
- pory zamkni
ę
te (infiltracja powietrza, woda)
2010-12-27
5
Ogólna klasyfikacja materiałów termoizolacyjnych
i izolacji akustycznej
pochodzenia
ro
ś
linnego
- ziarniste
(trociny, sieczki,
wióry, korek gran. itp.)
- maty
(słomiane, trzcinowe),
- płyty
(słomiane, trzcinowe,
wiórowo-cementowe,
pa
ź
dzierzowe,
pil
ś
niowe)
z tworzyw
sztucznych
- styropiany,
- pianki
poliuretanowe,
- spienione PCV,
- itp.
ze szkieletem
mineralnym
- szkła piankowe
(białe: CaCO
3
i czarne: sadza)
- włókniste
(wełny mineralne)
- ziarna sztucznych
kruszyw lekkich
(keramzyt,
Ŝ
u
Ŝ
el,
popiołoporyt itp.)
0,05 <
λ
< 0,1 W/mK
0,03 <
λ
< 0,1 W/mK
0,03 <
λ
< 0,05 W/mK