2010-12-27

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 różnicy gęstości substancji w różnych 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

2010-12-27

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 dużych 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

2010-12-27

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

- możliwie najmniejszy udział szkieletu

- szkielet z substancji o najmniejszej przewodności

- możliwie największy udział porów o małych średnicach

- pory zamknięte (infiltracja powietrza, woda) 4

2010-12-27

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, żużel,

paździerzowe,

popiołoporyt itp.)

pilśniowe)

0,03 < λ < 0,1 W/mK

0,05 < λ < 0,1 W/mK

5