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

ż

nicy g

ę

sto

ś

ci substancji

w ró

ż

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

ż

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

ż

liwie najmniejszy udział szkieletu

- szkielet z substancji o najmniejszej przewodno

ś

ci

- mo

ż

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,

ż

u

ż

el,

popiołoporyt itp.)

0,05 <

λ

< 0,1 W/mK

0,03 <

λ

< 0,1 W/mK

0,03 <

λ

< 0,05 W/mK