Ma
M teri
r ały
y izolacji term
r icznej
i a
kustyc
y znej
Podstawowe rodzaje transportu energii cieplnej Przewodzenie
Przekazywanie energii od jednej cząstki do drugiej, za pośrednictwem ruchu drgającego tych cząstek Konwekcja
W cieczach i gazach na skutek ruchu makroskopowych ilości substancji. Ruchy te występują na skutek róŜnicy gęstości substancji w róŜnych temperaturach lub są spowodowane innymi czynnikami.
Promieniowanie
Promieniowanie elektromagnetyczne (termiczne).
W budowlanych materiałach termoizolacyjnych dominuje przewodzenie.
1
2010-12-27
Rola materiałów termoizolacyjnych i izolacji akustycznej
Maksymalne utrudnienie
transportu energii cieplnej lub mechanicznej.
Ti
Qi
dla
utrzymania
stałej ∆T
∆Q
∆Q
∆Q → min
konieczne
dostarczanie
T
energii
e
Qe
Podstawowe wymaganie dla budowlanych materiałów termoizolacyjnych
λ ≤ 0,25 W/mK
ρ ≤ 800 kg/m3
o
- wysokoefektywne: λ ≤ 0,07 W/mK
- średnioefektywne: 0,07 W/mK < λ < 0,1 W/mK
- niskoefektywne: 0,1 W/mK < λ < 0,25 W/mK
2
Przewodzenie w ciałach stałych i gazach Ciała stałe
amorficzne
0,1 W/mK < λ <150 W/mK
krystaliczne
(tw. sztuczne;
(metale;
stopień zorganizowania mikrostruktury polistyren)
aluminium)
Gazy
0,018 W/mK < λ < 0,18 W/mK
argon
powietrze
wodór
Ciecze
0,15 W/mK < λ < 0,65 W/mK
eter
woda
Współczynnik λ – powietrze suche i woda powietrze w duŜych porach (> 2 mm) w ruchu
przewodzenie i konwekcja
powietrze w małych porach (< 2 mm) w bezruchu
tylko przewodzenie
(konwekcja pomijalnie mała)
λ
≈ 0,025 W/mK
pow.br
λ
≈ 0,036 do 0,046 W/mK
pow.r
λ
≈ 0,65 W/mK
woda
3
Jak zbudowany jest materiał termoizolacyjny szkielet (V , λ )
s
s
pory (V
, λ
)
pow
pow
=
pory < 1 mm
(V
, λ
)
pow. br
pow, br
+
pory > 1 mm
(V
, λ
)
pow, r
pow, r
λ
= V ·λ + V
·λ
mat
s
s
pow
pow
Jak uzyskać materiał o dobrej termoizolacyjności λ
= V ·λ + V
·λ
mat
s
s
pow
pow
λ
= V ·λ + V
·λ
+ V
·λ
mat
s
s
pow,br
pow.br
pow.r
pow.r
↓ ↓ ↓ ↑ ↓
Wnioski
- moŜliwie najmniejszy udział szkieletu
- szkielet z substancji o najmniejszej przewodności
- moŜliwie największy udział porów o małych średnicach
- pory zamknięte (infiltracja powietrza, woda) 4
Ogólna klasyfikacja materiałów termoizolacyjnych i izolacji akustycznej
pochodzenia
z tworzyw
ze szkieletem
roślinnego
sztucznych
mineralnym
- ziarniste
- styropiany,
- szkła piankowe
(trociny, sieczki,
- pianki
(białe: CaCO3
wióry, korek gran. itp.) poliuretanowe,
i czarne: sadza)
- maty
- włókniste
- spienione PCV,
(słomiane, trzcinowe),
(wełny mineralne)
- itp.
- płyty
- ziarna sztucznych
(słomiane, trzcinowe,
0,03 <
kruszyw lekkich
λ < 0,05 W/mK
wiórowo-cementowe,
(keramzyt, ŜuŜel,
paździerzowe,
popiołoporyt itp.)
pilśniowe)
0,03 < λ < 0,1 W/mK
0,05 < λ < 0,1 W/mK
5