2010-12-03
Materiały Termoizolacyjne
Materiały Termoizolacyjne
Transport ciepła
" przewodzenie
" konwekcja (unoszenie)
" promieniowanie
1
2010-12-03
Jednowymiarowe przenikanie ciepła
q = - �" gradT
Prawo Fouriera:
dT W
�ł łł
q = - �"
2
�łm śł
dx
�ł �ł
q  strumień ciepła [W/m2]
dT - różnica temperatur [�C]
dx - grubość warstwy [m],
-
-
-
 - współczynnik przewodzenia ciepła [W/mK]
Współczynnik przewodzenia ciepła
 - lambda [W/mK]
Ilość ciepła, jaka przepływa przez
jednostkową powierzchnię
warstwy materiału 1m� o grubości
1m, w jednostce czasu, przy
różnicy temperatur po obydwu
stronach warstwy równej 1�K .
2
2010-12-03
Współczynnik przewodzenia ciepła 
[W/mK]
materiał lity (granit, bazalt)  = 2,9  3,5 W/m�K
powietrze (�<2 mm)  = 0,028 W/m�K
(2<�<5 mm)  = 0,036 W/m�K
(�>5 mm)  = 0,046 W/m�K
woda  = 0,63 W/m�K
miedz
(struktura krystaliczna)  = 370 W/m�K
materiał termoizolacyjny  < 0,07 W/m�K
min = f ( vs, s, vp, p, Ćp ....)
   Ć
   Ć
   Ć
Vs 1) Vs  min
2) szkielet powinien być
zbudowany z materiałów, dla
których l jest niskie i struktura
bezpostaciowa
Vp
3) Vp  max
4) lp  min, fp min
3
2010-12-03
Podział materiałów termoizolacyjnych ze wzgledu na
wartość 
" Wysokoefektywne  < 0,07 W/m�K
" Średnioefektywne  = 0,07 - 0,10 W/m�K
" Niskoefektywne  = 0,10 - 0,25 W/m�K
Izabela HAGER, IMiKB
Podział ze wzgledu na pochodzenie
Materiały termoizolacyjne
Materiały termoizolacyjne
2. Pochodzenia
1. Pochodzenia
nieorganicznego 3. Z tworzyw sztucznych
organicznego
mineralnego
Słoma
Trzcina Wełna mineralna
Paz
dzierz Wełna szklana Styropian
Drewno i jego pochodne Szkło piankowe Spienione PCV
Korek Keramzyt Pianka poliuretanowa
Wełna owcza Perlit
Izabela HAGER, IMiKB
4
2010-12-03
Materiały termoizolacyjne
pochodzenia organicznego
Izabela HAGER, IMiKB
Włókna pochodzenia roślinnego
Słoma
Trzcina
= 0,07 - 0,08 W/m�K = 0,06 - 0,10 W/m�K
= 0,07 - 0,08 W/m�K = 0,06 - 0,10 W/m�K
Maty i płyty, sieczka słomiana
Włókno kokosowe
Włókna z lnu i konopi
= 0,043-0,045 W/m�K
= 0,043-0,045 W/m�K
= 0,06 - 0,085 W/m�K
= 0,06 - 0,085 W/m�K
5
2010-12-03
Pochodne drewna
Płyty pilśniowe
= 0,065 W/m�K
= 0,065 W/m�K
Płyty wiórowe
= 0,05 - 0,09 W/m�K
= 0,05 - 0,09 W/m�K
Płyty wiórowo  cementowe suprema
= 0,08 - 0,09 W/m�K
= 0,08 - 0,09 W/m�K
Granulat celulozowy
 = 0,037 W/m�K
 = 0,037 W/m�K
Inne materiały termoizowlacyjne
pochodzenia organicznego
Korek = 0,037- 0,05 W/m�K
= 0,037- 0,05 W/m�K
wełna owcza
6
2010-12-03
Materiały termoizolacyjne pochodzenia
mineralnego
Wełna mineralna
Wełna mineralna
kamienna
szklana
bazalt
piasek kwarcowy
temp. topnienia 1000�C
temp. topnienia 1400�C
7
2010-12-03
Wełna mineralna
= 0,036  0,04 W/mK
= 0,036  0,04 W/mK
" kamienna
szklana
Właściwości wełny mineralnej
Termoizolacyjność
Odporność
= 0,036 W/mK
mechaniczna
Dz
więkochłonność
A
atwość
montażu
Niepalność
Stabilność
wymiarów
Nasiąkliwość
Wodoodporność po
hydrofobizacji !!!
8
2010-12-03
Wyroby z wełny mineralnej
" Płyty
" Maty
" Filce
" Otuliny
" Granulaty
Izabela HAGER, IMiKB
Szkło piankowe
Szkło piankowe czarne (pory zamknięte)
= 0,038  0,049 W/mK
= 0,038  0,049 W/mK
Zakres temp.: -260�C do +430�C
gęstość objętościowa ok. 140 kg/m3
nasiąkliwość do 5 %
materiał niepalny, odporny chemicznie, paro- i wodoszczelny
Zastosowania:
A
upiny, otuliny do wszystkich urządzeń technicznych : rurociągi, zbiorniki, kominy, kanały
wentylacyjne i klimatyzacyjne, izolacja fundamentów, ścian, stropów i stropodachów.
Szkło piankowe białe (pory otwarte)
gęstość objętościowa ok. 300 kg/m3
nasiąkliwość > 5 %
fc ok. 1 MPa
Zastosowania:
Głównie do izolacji stropodachów wentylowanych i stropów poddaszy.
9
2010-12-03
Perlit
 = 0,045 - 0,050 W/mK
 = 0,045 - 0,050 W/mK
Perlit to szkliwo wulkaniczne, które na skutek prażenia w temperaturze ok. 1200�C
zwiększa swoją objętość 20-krotnie.
ciężar nasypowy 50 - 200 kg/m3
temp. topnienia: 900�1300oC,
nasiąkliwość masowa: 80�300%
Ściśliwość przy 100kPa: 20�28%;
Wytrz. na ścisk./ubicie 10%/: 0,14�0,40 MPa;
tynki oraz zaprawy ciepłochronne , perlitobeton , materiał zasypowy : ocieplanie
posadzek, podłóg, stropów, wypełnianie ścian, sufitów, dachów itp.
Spęczniały wermikulit
=
= 0,039 - 0,047 W/mK
Ciężar nasypowy 80  130 kg/m3
Zakres stosowania do: 1200oC
duża nasiąkliwość, ognioodporność
Zastosowania:
izolacja poddaszy, stropów i strychów
dodatek do tynków, posadzek, betonów
dodatek do natryskowych mas tynkarskich
ogniotrwały środek okrywający konstrukcje stalowe
zdolności zatrzymywania i stopniowego oddawania wody wraz z
niezbędnymi dla rozwoju rośliny minerałami
10
2010-12-03
Keramzyt
Keramzyt  kruszywo lekkie, otrzymywane przez
wypalanie łatwopęczniejących glin i iłów w piecach
obrotowych (1200�C)
= 0,38-0,87 W/mK
= 0,38-0,87 W/mK
gęstość objętościowa 310-570 kg/m3
n= ok. 20 %
izolacje podłóg na gruncie
izolacje stropów i stropodachów
zaprawy ciepłochronne
kruszywo budowlane /betony lekkie/
Aerożel krzemionkowy
= 0.017 W/mK
= 0.017 W/mK
Porowatość 99.5%
99.5%
Gęstość objętościowa 3 kg/m3
3 kg/m3
Temperatura topienia 1200�C
1200�C
Uzyskiwany przez ekstrakcję wody z żelu krzemionkowego, a
następnie zastąpienie jej dwutlenkiem węgla.
- właściwości termoizolacyjne
- zdolność do pochłaniania zanieczyszczeń
11
2010-12-03
Materiały termoizolacyjne z tworzyw
sztucznych
Materiały termoizolacyjne z tworzyw
sztucznych
Podstawowe polimery :
- Polistyren,
- Poliuretan,
- Polietylen,
- Polichlorek winylu,
- Żywice mocznikowo formaldehydowe.
12
2010-12-03
Materiały termoizolacyjne z
polistyrenu
Polistyren ekspandowany Polistyren ekstrudowany
EPS
XPS
Sposób otrzymywania
Sposób otrzymywania
ekspandowanie
ekstrudowanie
" Biały
" Barwny
" = 0,032 - 0,042 W/m�K
" = 0,032 - 0,042 W/m�K
" = 0,027 - 0,036 W/m�K
" = 0,027 - 0,036 W/m�K
Polistyren ekspandowany EPS
EPS Expanded PolyStyrene
Proces produkcji:
1. Wstępne spienianie granulek polistyrenu (para wodna)
2. Sezonowanie
3. Spienianie i formowanie bloków w formach stalowych
4. Rozformowanie, sezonowanie, oraz cięcie na płyty
13
2010-12-03
Styropian ekstrudowany XPS
XPS eXtruded PolyStyrene
Proces produkcji:
1. Mieszanie składników w wytłaczarce
2. Uplastycznienie polistyrenu (temperatura lub
rozpuszczalnik)
3. Dodanie substancji spieniającej +ciśnienie
4. Wytłaczanie wyrobów w formach,
5. Rozformowanie i sezonowanie.
Porównanie EPS i XPS
Polistyren ekspandowany Polistyren ekstrudowany
EPS XPS
Współczynnik 0,032 - 0,042 W/m�K 0,027 - 0,036 W/m�K
Współczynnik 0,032 - 0,042 W/m�K 0,027 - 0,036 W/m�K
przewodzenia ciepła
przewodzenia ciepła
Gęstość objętościowa 10 - 40 kg/m3 25 - 45 kg/m3
Nasiąkliwość 0,3 - 1,8% 0,1  0,25%
Wytrzymałość na 100  350 kPa 200  900 kPa
rozciąganie
Naprężenia przy 10% 60 - 330 kPa 150  700 kPa
odkształceniu
14
2010-12-03
Wyroby ze spienionego polistyrenu
EPS, XPS
WYMIARY:
- na styk
dł. 1000 , 1250 mm
szerokość 500 i 600 mm
gr. 10 do 300 mm (500 mm)
- na zakład
KSZTAA
TOWANIE KRAW
DZI PA
YT:
- na pióro i wpust
Wyroby ze spienionego polistyrenu
EPS, XPS
KSZTAA
TOWANIE POWIERZCHNI:
- gładkie
- rowkowane (izolacyjno - drenujące)
- frezowane (elewacja wentylowana)
- z karbami do zaczepiania na łatach
15
2010-12-03
Wyroby ze spienionego polistyrenu
A

CZENIE Z INNYMI MATERIAA
AMI:
- laminowanie papą asfaltową
- z okładziną z płyty wiórowej
- z okładziną z płyty gipsowo - kartonowej
Materiały termoizolacyjne
polistyrenowe
Odporne na:
roztwory soli, słabe kwasy, ługi
Brak odporności dla:
olej parafinowy, wazelina, olej do silników,
bitumiczne masy z rozpuszczalnikiem,
rozpuszczalniki organiczne, benzyna.
Wady:
Starzenie się (promieniowanie UV)
Palność (gazy toksycznych)
16
2010-12-03
Materiały termoizolacyjne z tworzyw
sztucznych
Podstawowe polimery :
- Polistyren,
- Poliuretan,
- Polietylen,
- Polichlorek winylu,
- Żywice mocznikowo formaldehydowe.
Pianki i płyty ze spienionego
poliuretanu
Pianka poliuretanowa (pory zamknięte)
= 0,030 - 0,040 W/mK
= 0,030 - 0,040 W/mK
Płyty
Płyty
Pianki natryskowe
Pianki natryskowe
Otuliny
Otuliny
17
2010-12-03
Podział ze wzgledu na pochodzenie
Materiały termoizolacyjne
Materiały termoizolacyjne
2. Pochodzenia
1. Pochodzenia
nieorganicznego 3. Z tworzyw sztucznych
organicznego
mineralnego
Słoma
Trzcina Wełna mineralna
Paz
dzierz Wełna szklana Styropian
Drewno i jego pochodne Szkło piankowe Spienione PCV
Korek Keramzyt Pianka poliuretanowa
Wełna owcza Perlit
Izabela HAGER, IMiKB
Wyznaczanie współczynnika
Wyznaczanie współczynnika
Współczynnika przenikania ciepła U
Współczynnika przenikania ciepła U
18
2010-12-03
Opór cieplny
�ł łł
�ł łł
d m m2 �"K
�ł śł
R = a"
�ł śł
 W
�łW śł
�ł �ł
�ł m �"K �ł
 - wartość współczynnika przewodności cieplnej w [W/mK]
-
-
-
d - grubość warstwy w [m]
-
-
-
Izabela HAGER, IMiKB
�ł łł
d m2 �"K
R =
Opór cieplny �ł śł
 W
�ł �ł
styropian
drewno cegła beton mur kamienny
1 cm
1cm = 0.01m
 = 0.04 W/m�K
Warstwy różnych materiałów - jednakowy opór cieplny R=0.25 [m2K/W]
19
2010-12-03
Opory cieplne
1 2
+20�C
+20�C
R = R1 + R2 +Rsi
Rse+
+10�C
Rs opór przejmowania ciepła
0�C
Rse= 0,04 [m�K/W]
-10�C
Rse
Rsi Rsi= 0,13 [m�K/W]
- 20�C
d1 d2
Współczynnik przenikania ciepła
Współczynnik przenikania ciepła U [W/m�K]
1 W
�ł łł
U =
2
�ł śł
R m �" K
�ł �ł
Dla ściany warstwowej
1 1 W
�ł łł
U = =
śł
R1 + R2 + K + Ri �łm2 �"K
�ł �ł
"Ri
20
2010-12-03
Energooszczedność
Budynek i jego instalacje grzewcze, chłodzące i
wentylacyjne należy projektować i wykonywać w taki
sposób, aby utrzymać na niskim poziomie ilość
energii wymaganą do uzytkowania, z
uwzględnieniem warunków klimatycznych lokalizacji i
potrzeb użytkowników.
Dyrektywa Rady Wspólnot Europejskich 89/106/EEC
" Wartość granicznego jednostkowego obliczeniowego
sezonowego zużcia ciepła Eo [kW� h/m3 � r.]
" Maksymalna wartość współczynników przenikania
ciepła przegród budowlanych U(max)
Współczynnik przenikania ciepła
Wymagania dotyczące U max dla ścian zewnętrznych o budowie
warstwowej (wg. PN-EN ISO 6946)
U < U max = 0.30 [W/m2K]
U < U max = 0.30 [W/m2K]
21
2010-12-03
Opory przejmowania ciepła
22
2010-12-03
Wyznaczanie współczynnika
przenikania ciepła
Obliczanie współczynnika przenikania ciepła U
dla ściany warstwowej:
1. Sumujemy opory poszczególnych warstw R= R1 + R2+& +Rn
2. Obliczamy U = 1/R [W/m�K]
3. Sprawdzamy warunek normowy
Izabela HAGER, IMiKB
Wyznaczanie współczynnika
przenikania ciepła
1. Sumujemy opory poszczególnych warstw
R= Rsi+ R1 + & +Rn +Rse
R= Rsi+ R1 + & +Rn +Rse
2. Obliczamy
U = 1/R [W/m�K]
U = 1/R [W/m�K]
3. Sprawdzamy warunek normowy
U < U max = 0.30 [W/m2K]
U < U max = 0.30 [W/m2K]
23
2010-12-03
PRZYKA
AD 1
1 2
+20�C
Rsi
Rse
Oblicz współczynnik przenikania ciepła U:
" mat. termoizolacyjny d1=0,12 [m], 1=0,04 [W/mK]
" cegła zwykła d2=0,38[m], 2=0,77 [W/mK]
- 20�C
" uwzględniając opory przejmowania ciepła
Rse= 0,04 [m�K/W]
d1 d2
Rsi= 0,13 [m�K/W]
PRZYKA
AD 1
1. Obliczamy R (opór cieplny):
Rse termoizolacja cegła Rsi
R= 0,04 + 0,12 / 0,04 + 0,38 / 0,77 + 0,13 [m�K/W]
R= 0,04 + 3,0 + 0,49 + 0,13 [m�K/W]
3,0
R = 3,66 [m�K/W]
R = 3,66 [m�K/W]
2. Obliczamy U (współczynnik przenikania ciepła):
U= 1/R = 0,27 [W/m�K]
U= 1/R = 0,27 [W/m�K]
3. Sprawdzamy warunek normowy
U= 0,27 < 0,30 [W/m�K]
U= 0,27 < 0,30 [W/m�K]
24
2010-12-03
PRZYKA
AD 2. Projektowanie ściany
warstwowej
1. 2. 3. 4. 5.
1. Rse= 0,04 [m�K/W]
Rse 2. cegła klinkierowa d = 0,120[m]  =0,80 [W/mK]
Rsi 1 1
3. mat termoizolacyjny d = x [m],  = x [W/mK]
3. mat termoizolacyjny d = x [m],  = x [W/mK]
2 2
2 2
4. pustak ceramiczny d =0,268[m],  =0,21 [W/mK]
3 3
5. Rsi = 0,13 [m�K/W]
Styropian EPS 0.040 [W/mK]
Styropian EPS 0.040 [W/mK]
Wełna mineralna 0.038 [W/mK]
Wełna mineralna 0.038 [W/mK]
120 5 268 [mm]
X
Styropian XPS 0.028 [W/mK]
Styropian XPS 0.028 [W/mK]
PRZYKA
AD 2. Projektowanie ściany
warstwowej
Rse klinkier mat.termoizol ceramika Rsi
R=0.04 + 0.12 / 0.8 + Rx + 0.268 / 0.21 + 0.13 [m�K/W]
Rx
R=0.04 + 0.15 + Rx + 1.276 + 0.13 [m�K/W]
Rx
U= 1/R < 0,3 [W/m�K]
U= 1/R < 0,3 [W/m�K]
1 /(1.596 + Rx )< 0.30 / *(1.596 + Rx )
Rx Rx
1 < 0.3 (1.596 + Rx )
Rx
1 < 0.4788 +0.3 Rx
Rx
0.5212< 0.3 Rx /0.3
Rx
d obliczymy z Rx = d / 
Styropian EPS 0.040 [W/mK]
Rx
Rx >1.74 [m�K/W]
Wełna mineralna 0.038 [W/mK]
Styropian XPS 0.028 [W/mK]
25
2010-12-03
PRZYKA
AD 2 Projektowanie ściany
warstwowej
Rx
Rx >1.74 [m�K/W]
d obliczymy z Rx = d / ,
Rx
d=0.0695 m, Styropianu EPS  = 0.040 [W/mK]
Styropianu EPS  = 0.040 [W/mK]
d=0.066 m, We ny mineralnej  = 0.038 [W/mK]
Wełny mineralnej  = 0.038 [W/mK]
d=0.049m, Styropianu XPS  = 0.028 [W/mK]
Styropianu XPS  = 0.028 [W/mK]
PRZYKA
AD 2 Projektowanie ściany
warstwowej
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
R
1.74
1.5
1.0
0.5
0.0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
5 7
grubość warstwy [cm]
d
26
2
opór cieplny warstwy [m K/W]