Корзина
+78126421031
+78129848067

Терморефлекторная изоляция

Терморефлекторная изоляция
Теплоизоляционные свойства пузырьковых термоизоляционных изоляций

16.07.20

Теплоотражающие теплоизоляции постепенно становятся известны пользователям, хотя их еще нельзя сравнить с потребностью в полистирольной изоляции или минеральной вате. Термоотражающая изоляция делит компанию на две группы. Первый - это те, кто не верит в эти изоляции и скептически относится к свойствам, данным производителем. С другой стороны, есть люди, которые считают, что термоизоляционная изоляция - это «музыка будущего». Противоречивые взгляды на термоизоляционную изоляцию привели нас к написанию этой статьи, в которой мы пытаемся оценить их теплоизоляционные свойства по термическому сопротивлению R. Для его нормативного определения необходимо было скомпилировать Измерительная коробка Hot Box, в которой были измерены образцы термоотражающей изоляции. Мы считаем, что результаты измерений позволят более четко представить проблему термоизоляционной изоляции.

 

Требования к теплоизоляции

В последние годы цены на энергию неуклонно растут, и перспективы на ближайшие годы выглядят не лучше. По этой причине замена старых окон современными деревянными или пластиковыми окнами с тройным остеклением или оживление многоквартирных домов с использованием систем теплоизоляции и других мер по спасению - это способы сэкономить деньги.

Если мы изучим рынок строительных материалов для строительства периметральных стен, мы найдем лишь несколько исключений, которые соответствуют этому значению или хотя бы приближаются к нему, но цена этих материалов значительно выше. И именно здесь, что производители теплоизоляционных материалов на сцену выходят, которые борются между собой за минимальное возможное значение коэффициента теплопроводности Х [Wm -1 .К -1], что является обычной оценочной величиной для обычной теплоизоляции. Он также пытается достичь минимально возможной толщины теплоизоляции без ущерба для других свойств.

Производители термоизоляционной пузырьковой изоляции также пытаются достичь этого. Однако, поскольку эти изоляционные материалы не являются однородным материалом, таким как EPS, они не могут быть охарактеризованы коэффициентом теплопроводности λ. Их теплоизоляционные свойства характеризуются термическим сопротивлением R слоя.

 

Теплоотражающая изоляция

Терморефлекторная изоляция работает по принципу отражения инфракрасного электромагнитного излучения, то есть теплового излучения. В холодное время года они отражают тепловое излучение обратно во внутреннюю часть в холодное время года, и, наоборот, в жаркое летнее время они отражают солнечный свет обратно, тем самым предотвращая перегрев салона. Термоизоляционные изоляционные материалы имеют два важных свойства, которые существенно влияют на их теплоизоляционные свойства. Это излучательная способность и отражательная способность, которые влияют на радиационную составляющую вблизи отражающей поверхности. Изоляция состоит из слоя алюминиевой фольги и пузырьковой фольги на основе ПЭНП (полиэтилен низкой плотности) или на основе ПЭВП (полиэтилен высокой плотности) толщиной несколько миллиметров, или используются пенопластовые пленки, которые покрыты очень тонким слоем алюминия с обеих сторон или только с одна сторона.

Термоизоляционная пленочная изоляция выполняет две важные функции, а именно функцию теплоизоляции и пароизоляции. Поэтому они подходят для использования в кровельных покрытиях, где они сохраняют слой фольги в качестве пароизоляции. Кроме того, они очень устойчивы к воздействию различных химикатов, вредителей, ультрафиолетового излучения и не увлажняют. С экологической точки зрения это перерабатываемый материал, который не выделяет вредных веществ в окружающую среду. Термоотражающие изоляционные материалы не являются электропроводящими и легко воспламеняются в соответствии с классом реакции на огонь и классифицируется в категориях от E до F.

Отражающие алюминиевые фольги с чистотой 99,9% имеют значение отражательной способности около 95% в соответствии с большинством производителей. Небольшой вес термоизоляционной изоляции обусловлен использованием легких материалов, одним из которых является пузырчатая пленка. Он устойчив к влаге, гибок и благодаря небольшим пузырькам воздуха обладает хорошей теплоизоляционной способностью. Пузырьки воздуха равномерно распределены по поверхности пленки, а их высота составляет от 3 до 12 мм, а диаметр - от 10 до 30 мм. Размер воздушных пузырьков является приоритетным с точки зрения распространения тепла. Обеспечивая оптимальный размер, мы достигаем того, что тепло распространяется в основном за счет излучения, а не конвекции, которая в этом случае является нежелательным компонентом.

Термическое сопротивление термоизоляционных изоляций сильно варьируется в зависимости от толщины изоляции, состава, Rs колеблется от 0,5 до 5 м 2. КВт -1 , но это значение не является окончательным. Терморефлекторная изоляция часто устанавливается между деревянной решеткой, которая создает закрытые воздушные зазоры, что дополнительно увеличивает общую величину теплового сопротивления. Преимущество этой изоляции заключается в способности создавать помехи электромагнитному смогу, например телевизору, GSM и другим источникам электромагнитного излучения.

Терморефлекторная изоляцияТерморефлекторная изоляция

 

Измеритель горячего ящика

Этот метод используется для определения значения теплового сопротивления термоотражающей изоляции. Название Hot Box можно свободно перевести как «защищенный горячий ящик». Устройство предназначено для определения общего количества тепла, которое проходит через образец термоизоляционной изоляции от стороны с более высокой температурой к стороне с более низкой температурой. Поэтому необходимо создать определенный температурный градиент, при котором значение общего количества проходящего тепла не зависит от отдельных методов распространения.

 

Прибор полностью оборудован так, чтобы результаты измерений были близки к реальности. Материал измерительного бокса - экструдированный полистирол, благодаря его хорошим теплоизоляционным свойствам и большей прочности по сравнению с классическим пенополистиролом EPS. Измерительное устройство состоит из теплой и холодной части для установки градиента температуры на измеряемом образце, который имитирует условия окружающей среды. Образец изоляции установлен между этими двумя камерами. В нашем случае холодную часть шкафа охлаждали с помощью морозильной камеры, а теплую часть нагревали, нагревая гибкие и самоклеющиеся PES-пленки. Точная температура в отдельных частях шкафа измеряется тремя очень точными платиновыми датчиками температуры Pt 1000 с компьютерным управлением.

 

Образцы термоизоляционной фольгированной изоляции

Образцы термоизоляционной изоляции, используемые для измерений в Hot Box, были изготовлены из ПЭВД-пленки с крупными пузырьками диаметром 30 мм и высотой 10 мм в сочетании с различными типами алюминиевой фольги. Образцы изоляции варьируются от основного состава ABBA (Al фольга - пузырьковая фольга - Al фольга) до нескольких слоев. Маркировка изоляционного слоя основана на сокращениях отдельных слоев: A - алюминиевая фольга и BB - «большой пузырь» (пузырьковая фольга):

  • образец № 1 - ABBA - классическая композиция, металлическая алюминиевая фольга (2x Al, 1x BB),
  • образец № 2 - ABBABBA - многослойное устройство (3x Al, 2x BB),
  • образец № 3 - ABBBBABBBBA - многослойное устройство (3x Al, 4x BB; примечание: пузырьковая фольга не сплавлена ​​с алюминиевой фольгой),
  • образец № 4 - ABBBBABBBBA - многослойная композиция (3x Al, 4x BB; примечание: пузырьковая фольга плавится на алюминиевой фольге),
  • образец № 5 - ABBBBABBBBABBBBA - многослойная композиция (4x Al, 6x BB),
  • образец № 6 - ABBBBABBBBABBBBABBBBA - многослойная заставка. (5x Al, 8x BB),
  • образец № 7 - ABBA - использование фольги с золотистым внешним видом (2x Al, 1x BB),
  • образец № 10 - серый полистирол - проверка точности измерений.

 

Измерение термического сопротивления образцов

Для измерения были отобраны семь образцов термоизоляционной изоляции и один контрольный образец из серого полистирола. Это образцы различной толщины и состава для того, чтобы наилучшим образом наблюдать поведение отдельных слоев и, таким образом, определить соответствующий состав изоляции. Точная процедура измерения была соблюдена, чтобы гарантировать, что одинаковые условия были соблюдены для всех образцов, чтобы не произошло существенной ошибки. Образцы измерялись в вертикальном положении, где они представляли собой изоляцию стенки периметра. В соответствии с возможностями диапазона измерения устройства Hot Box были определены три температурных перепада, которые моделировали температурный режим снаружи и внутри в зимний и летний периоды.

 

Все образцы показывают самые высокие значения теплового сопротивления при разности температур θ EX = –2 ° C и θ IN= 15 ° С. Чем дальше мы переходим к положительным значениям разности температур, тем ниже значение теплового сопротивления, то есть ухудшается теплоизоляционная способность изоляции. Можно сказать, что эти теплоизоляционные материалы достигают лучших значений теплового сопротивления в зимние месяцы, когда температура наружного воздуха отрицательная. При применении утепления в здании, требования по теплоизоляции зданий зимой будут очень хорошо соответствовать этим утеплителям.

Напротив, при летней тепловой защите значение теплового сопротивления в некоторых образцах уменьшается более чем вдвое по сравнению со значениями при температурах, имитирующих холодную погоду. Кроме того, когда мы сравниваем изоляцию 5x Al + 8x BB с образцом 4x Al + 6x BB, мы видим, что при разнице температур θ EX = –2 ° C и θIN = 15 ° C, образец изоляции с наибольшей толщиной 5x Al + 8x BB не достигает более высокого теплового сопротивления, как и следовало ожидать, но наиболее благоприятная теплоизоляционная способность со значением R T = 2,80 м 2. КВт- 1 имеет образец, который имеет o два пузыря и одна алюминиевая фольга меньше.

Однако если мы сравним эти два образца при разности температур θ EX = 5 ° C, θ IN = 20 ° C и θ EX = 35 ° C, θ IN = 20 ° C, самый широкий образец достигнет более высоких значений теплового сопротивления 5x Al + 8x BB. Мы также видим разницу в образце 3x Al + 4x BB в расплавленном виде. При перепаде температур θ ЭКС = –2 ° C и θ IN = 15 ° C этот образец с плавленой пузырьковой фольгой имеет значение теплового сопротивления почти 1,00 м 2. КВт –1выше, чем у нерасплавленной фольги. Этот факт может быть вызван плавлением фольги, когда образец намного лучше сохраняет форму и может лучше растягиваться при измерении в горячей камере. И наоборот, если фольга не сплавляется, образец раздавливается и не может хорошо растягиваться, поэтому блестящие отражающие поверхности алюминия не отражают тепло непосредственно обратно в теплый шкаф, а свободно проникают в пространство. При положительной разнице температур значения теплового сопротивления для двух образцов практически идентичны. Самые тонкие образцы были худшими, а именно металлическая фольга ABBA и 2x Al + 1x BB «золотая фольга». Однако образец с фольгой из золотой фольги имеет более высокие значения термического сопротивления, чем образец с металлической фольгой. Золотистая фольга имеет лучшие значения отражательной способности, которые также были измерены на всех алюминиевых фольгах. Отражательная способность оказывает существенное влияние на результирующее значение теплового сопротивления.

Терморефлекторная изоляцияТерморефлекторная изоляция

 

Утепление стен по периметру

Стены по периметру из любых материалов могут быть утеплены термоизоляционной пленкой снаружи и изнутри. Он может использоваться в качестве основной или дополнительной изоляции, которая дополняет другой тип изоляции.

Чтобы оценить теплоизоляционную способность термоизоляционной изоляции, приведем сравнение распространенных случаев теплоизоляции периметральной стены здания. В первом случае стена периметра кирпичных шлифованных блоков Porotherm толщиной 300 мм изолирована с помощью 40 мм фасада EPS 70F, а во втором случае такая же стена периметра изолирована термоизоляционной фольгой толщиной 40 мм.

Теплоотражающая изоляция крепится к деревянной решетке в соответствии с конструкцией производителя. Производитель кирпичных блоков заявляет значение коэффициента теплопроводности λ = 0,175 Wm -1 .К -1 , пенополистирола EPS имеет λ = 0,039 Wm -1 .К -1Передача тепловых сопротивлений для внутренней и наружной поверхности конструкции составляет si = 0,125 м 2. кВт- 1 , se = 0,04 м 2. кВт- 1 . Из этих значений, после подстановки в формулы, значение коэффициента теплопередачи конструкции U будет выражено  .

Изолированные стены 40 мм EPS достигает коэффициента теплопередачи U = 0,344 Wm -2 .К -1 . Таким же образом мы рассчитываем теплоизоляционную структуру U с термоизоляционной фольговой изоляцией, где изоляция = 1,555 м 2 · кВт -1 (значение теплового сопротивления изоляция, полученная путем измерения в горячей камере), и небольшое тепловое сопротивление - воздушный зазор толщиной 30 мм и плата OSB.

Структура изолированы 40 мм thermoreflective изоляции обеспечивает более благоприятным U- значение , чем структура с EPS, а именно 0,255 Wm -2 .K -1 . Чтобы получить то же значение U для конструкции EPS, что и для термоизоляционной конструкции, нам нужно добавить еще 40 мм EPS. Из этого расчета следует, что 40 мм термоизоляционная изоляция типа ABBBBABBBBA соответствует тем же теплоизоляционным возможностям, что и 80 мм EPS.

 

Если опустить деревянную решетку и OSB доска в случае thermoreflective изоляции, значение коэффициента теплопередачи будет U = 0,291 Wm -2  -1 , так что даже в этом случае структура с thermoreflective изоляции будет иметь более тепловые способности изоляции.

Терморефлекторная изоляция Терморефлекторная изоляция

Терморефлекторная изоляция Терморефлекторная изоляция

 

Таблица 1: Определение температурных градиентов для измерений в Hot Box

Теплый шкафчик [° C]

Холодный шкаф [° C]

Температурный градиент [K]

20

5

15

15

-2

17

35

20

15

 

Таблица 2: Сравнение значений термического сопротивления отдельных образцов в зависимости от градиента температуры

Образцы изоляции

R T [м².кВт – 1 ]

θ ЕХ = –2 ° C

θ В = 15 ° С

θ ЕХ = 5 ° C

θ В = 20 ° С

θ В = 20 ° С

θ ЕХ = 35 ° C

3x Al + 4x BB нерасплавленный

1,555 ± 0,018

0,866 ± 0,012

0,709 ± 0,009

4x Al + 6x BB

2,804 ± 0,033

1,369 ± 0,018

0,831 ± 0,011

5x Al + 8x BB

2,448 ± 0,029

1,550 ± 0,020

0,996 ± 0,013

Металлический ABBA

0,760 ± 0,009

0,506 ± 0,007

0,446 ± 0,006

3x Al + 4x BB растаял

2,424 ± 0,028

0,942 ± 0,013

0,710 ± 0,009

3x Al + 2x BB

1,661 ± 0,020

0,754 ± 0,010

0,715 ± 0,010

2x Al + 1x BB («золотая фольга»)

1,003 ± 0,012

0,657 ± 0,009

0,616 ± 0,008

 

Заключение

Зависимость увеличения теплового сопротивления от снижения температуры наружного воздуха до отрицательных значений была недавно продемонстрирована из экспериментальных измерений. При разности температур  θ EX = –2 ° C и θ IN = 15 ° C значение теплового сопротивления почти во всех образцах приблизительно удваивается по сравнению со значениями, измеренными при разнице температур  θ EX = 5 ° C и θ IN = 20 ° С. Это означает, что термоизоляционная изоляция является полезным изолятором для зимней тепловой защиты, когда температура наружного воздуха достигает отрицательных значений.

Кроме того, было обнаружено, что образец изоляции наибольшей толщины при отрицательных температурах не достигал наиболее благоприятных значений теплового сопротивления, что означает, что не стоит производить излишне прочные образцы. При определенной толщине термоизоляционной изоляции значения теплового сопротивления существенно не увеличиваются, наоборот, теплоизоляционные свойства также могут ухудшаться. Способ соединения отдельных слоев изоляции также играет роль в измерении теплового сопротивления. Для двух идентичных образцов с одинаковым количеством слоев с единственным отличием, а именно то, что в первом образце пузырьковая фольга -LDPE была сплавлена ​​с алюминиевой фольгой, а не во втором образце, разница в тепловом сопротивлении составила R = 1,0 м.2 .KW –1 в пользу расплавленной пленки. Это может быть связано с лучшей когезией отдельных слоев, когда фольга не скручивается, и, таким образом, отражающие свойства глянцевой алюминиевой фольги не ухудшаются. Выбор материалов для состава термоотражающей изоляции также очень важен, особенно выбор алюминиевой фольги, для которой мы в первую очередь следим за значением коэффициента отражения.

Самые тонкие образцы изоляции типа ABBA сравнивались с точки зрения влияния отражательной способности на полученное тепловое сопротивление. В первом образце использовалась позолоченная алюминиевая фольга, а во втором - металлическая алюминиевая фольга. Отражательная способность фольги с золотистым внешним видом достигла более высокого значения по сравнению с металлической фольгой. Это также нашло отражение в тепловом сопротивлении, когда образец термоизоляционной изоляции с алюминиевой фольгой золотистого цвета показал лучшие теплоизоляционные свойства.

В вычислительном отношении сравнение коэффициента теплопередачи было выполнено для структуры периметра, изолированной термоизоляционной изоляцией толщиной 40 мм и одинаково толстой изоляцией из вспененного полистирола, которая показывает, что около 40 мм термоизоляционной изоляции обладает такими же теплоизоляционными свойствами, что и 80 мм из вспененного полистирола

 

Терморефлекторная изоляция - это новый, но совершенно неисследованный материал, который имеет потенциал на будущее. Преимущество этих изоляционных материалов заключается в их общей пригодности для повторного использования, поэтому они являются вкладом в устойчивое развитие за счет сокращения потребления первичного сырья. Особенно важно проследить естественные физические явления, которые существенно влияют на возникающие теплоизоляционные свойства, а затем оптимизировать состав термоотражающей изоляции.

https://lenprofisnab.ru

Другие статьи
Меню
+78126421031
+78129848067
ЛенПрофиСнаб
ЛенПрофиСнаб
Россия Ленинградская область Санкт-Петербург Индустриальный пр. 44/2
Карта