Quelle doit être l'épaisseur de l'isolation, comparaison de la conductivité thermique des matériaux.

La nécessité d'utiliser les systèmes d'isolation thermique WDVS est due à une efficacité économique élevée.

A la suite des pays d'Europe, en Fédération de Russie a adopté de nouvelles normes pour la résistance thermique des structures d'enceinte et porteuses, visant à réduire les coûts d'exploitation et les économies d'énergie. Avec la sortie du SNiP II-3-79*, SNiP 23/02/2003 « Protection thermique des bâtiments », les précédentes normes de résistance thermique sont devenues obsolètes. Les nouvelles normes prévoient une forte augmentation de la résistance requise au transfert de chaleur des structures enveloppantes. Désormais, les approches précédemment utilisées en construction ne correspondent pas aux nouvelles documents réglementaires, il est nécessaire de changer les principes de conception et de construction, d'introduire des technologies modernes.

Comme l'ont montré les calculs, les structures monocouches ne répondent pas économiquement aux nouvelles normes acceptées en matière de technique de chauffage des bâtiments. Par exemple, dans le cas de l'utilisation de la capacité portante élevée du béton armé ou de la maçonnerie, pour que le même matériau résiste aux normes de résistance thermique, l'épaisseur des murs doit être augmentée respectivement à 6 et 2,3 mètres, ce qui est contrairement au bon sens. Si vous utilisez des matériaux avec les meilleurs indicateurs de résistance thermique, leur capacité portante est fortement limitée, par exemple, comme le béton cellulaire et le béton d'argile expansée, et le polystyrène expansé et la laine minérale, matériaux isolants efficaces, ne sont pas du tout des matériaux structurels. . À l’heure actuelle, il n’existe aucun matériau de construction absolu qui aurait une capacité portante élevée combinée à un coefficient de résistance thermique élevé.

Pour répondre à toutes les normes de construction et d'économie d'énergie, il est nécessaire de construire un bâtiment selon le principe structures multicouches, où une partie remplira une fonction porteuse, la seconde - protection thermique du bâtiment. Dans ce cas, l'épaisseur des murs reste raisonnable, et la résistance thermique normalisée des murs est observée. En termes de performances thermiques, les systèmes WDVS sont les plus optimaux de tous les systèmes de façade du marché.

Tableau de l'épaisseur d'isolation requise pour répondre aux exigences des normes en vigueur en matière de résistance thermique dans certaines villes de la Fédération de Russie :


Tableau où : 1 - point géographique 2 - température moyenne de la période de chauffage 3 - durée de la période de chauffage en jours 4 - degré-jour de la période de chauffage Jd, °С * jour 5 - valeur normalisée de la résistance au transfert de chaleur Rreq, m2*°C/W des murs 6 - épaisseur d'isolation requise

Conditions d'exécution des calculs pour le tableau :

1. Le calcul est basé sur les exigences du SNiP 23/02/2003
2. Le groupe de bâtiments 1 est pris comme exemple de calcul - Institutions résidentielles, médicales et préventives et institutions pour enfants, écoles, internats, hôtels et foyers.
3. Pour mur porteur le tableau suppose une maçonnerie de 510 mm d'épaisseur à partir de briques d'argile ordinaires sur mortier ciment-sable l = 0,76 W/(m * °C)
4. Le coefficient de conductivité thermique est pris pour les zones A.
5. Température estimée de l'air intérieur + 21 °C « salon pendant la saison froide » (GOST 30494-96)
6. Rreq est calculé à l'aide de la formule Rreq=aDd+b pour une localisation géographique donnée
7. Calcul : Formule de calcul de la résistance totale au transfert de chaleur d'une clôture multicouche :
R0= Rв + Rв.п + Rн.к + Ro.к + Rн Rв - résistance au transfert de chaleur surface intérieure dessins
Rн - résistance au transfert de chaleur à la surface extérieure de la structure
Rv.p - résistance à la conductivité thermique de la couche d'air (20 mm)
Rн.к - résistance à la conductivité thermique structure porteuse
Rо.к - résistance à la conductivité thermique de la structure enveloppante
R = d/l d - épaisseur du matériau homogène en m,
l - coefficient de conductivité thermique du matériau, W/(m * °C)
R0 = 0,115 + 0,02/7,3 + 0,51/0,76 + j/l + 0,043 = 0,832 + j/l
dу - épaisseur de l'isolation thermique
R0 = Rreq
Formule de calcul de l'épaisseur de l'isolant pour des conditions données :
dу = l * (Rreq - 0,832)

a) - l'épaisseur moyenne de la lame d'air entre le mur et l'isolation thermique est prise égale à 20 mm
b) - coefficient de conductivité thermique de la mousse de polystyrène PSB-S-25F l = 0,039 W/(m * °C) (basé sur le rapport d'essai)
c) - coefficient de conductivité thermique de la laine minérale de façade l = 0,041 W/(m * °C) (basé sur le rapport d'essai)

* Le tableau présente les valeurs moyennes de l'épaisseur requise de ces deux types d'isolant.

Calcul approximatif de l'épaisseur des murs constitués d'un matériau homogène pour répondre aux exigences du SNiP 23-02-2003 « Protection thermique des bâtiments ».

*les données sont utilisées à des fins d'analyse comparative zone climatique Moscou et région de Moscou.

Conditions d'exécution des calculs pour le tableau :

1. Valeur normalisée de la résistance au transfert de chaleur Rreq = 3,14
2. Épaisseur du matériau homogène d= Rreq * l

Ainsi, le tableau montre que pour construire un bâtiment à partir d'un matériau homogène répondant aux exigences modernes de résistance thermique, par exemple en maçonnerie traditionnelle, voire en brique perforée, l'épaisseur des murs doit être d'au moins 1,53 mètre.

Pour montrer clairement quelle épaisseur de matériau est nécessaire pour répondre aux exigences de résistance thermique des murs constitués d'un matériau homogène, un calcul a été effectué en tenant compte caractéristiques de conception application des matériaux, les résultats suivants ont été obtenus :

Ce tableau montre données calculées sur la conductivité thermique des matériaux.

D'après les données du tableau, pour plus de clarté, le schéma suivant est obtenu :

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Penoplex ou laine minérale

Penoplex est un dérivé du polystyrène et est un produit de la chimie organique. La laine minérale ou de basalte est un produit du traitement thermique de matières premières minérales. Les deux matériaux sont utilisés avec succès dans la création de couches d'isolation thermique, mais il existe des particularités dans l'utilisation de chacun d'eux, qui s'expliquent par certains indicateurs physiques.

Indicateurs physiques de la laine minérale :

• densité – varie considérablement et peut aller de 10 à 300 kg/m3 ;
• conductivité thermique (à une densité d'environ 35 kg/m3) – 0,040-0,045 W/m*K ;
• absorption d'humidité – plus de 1 % (selon la densité) ;
• perméabilité à la vapeur – 0,4-0,5 mg/heure*m*Pa ;
• température de maintien maximale 450 C et plus.

L'analyse de ces valeurs montre que la pire conductivité thermique de la laine minérale est compensée par une meilleure perméabilité à la vapeur, une meilleure résistance aux températures élevées et une ininflammabilité. Utilisation min. le coton est justifié précisément dans les conditions où les paramètres énumérés sont importants.
Il est conseillé d'utiliser de l'isolant en laine de verre dans les garages, ateliers, installations industrielles, partout où il existe un risque accru d'incendie. Il est préférable d'isoler les pièces humides telles que les saunas, les bains de vapeur et les piscines à l'aide de isolation minérale, donc dans ce cas la perméabilité à la vapeur de l'isolant est importante.

La sécurité environnementale des isolants à base de polystyrène et de laine minérale dépend des conditions d'utilisation. En cas d'incendie, les dérivés du polystyrène peuvent entretenir la combustion et émettre des fumées toxiques. Les isolants thermiques minéraux résistent aux températures élevées et ne se décomposent pas, mais avec le temps, ils peuvent vieillir et libérer des poussières sous forme de microfibres qui composent le matériau. La méthode externe d'isolation des murs à l'aide de laine de basalte est sûre à cet égard.

La conception de l’isolation doit tenir compte d’une éventuelle exposition à l’eau. Les matériaux minéraux sont sujets à une plus grande accumulation de fluides et leur conductivité thermique sera augmentée.

Caractéristiques de la conductivité thermique

Le polystyrène expansé retient bien non seulement la chaleur, mais aussi le froid. De telles possibilités s'expliquent par sa structure. La composition de ce matériau comprend structurellement un grand nombre de cellules scellées à multiples facettes. Chacun a une taille de 2 à 8 mm. Et à l'intérieur de chaque cellule se trouve de l'air, composé à 98 %. C'est celui-ci qui constitue un excellent isolant thermique. Les 2 % restants de la masse totale du matériau sont constitués de parois cellulaires en polystyrène.

Vous pouvez le vérifier si vous prenez, par exemple, un morceau de mousse plastique. 1 mètre d'épaisseur et 1 mètre carré de superficie. Chauffer un côté et laisser l’autre côté froid. La différence entre les températures sera décuplée. Pour obtenir le coefficient de conductivité thermique, il est nécessaire de mesurer la quantité de chaleur qui se transfère de la partie chaude de la tôle vers la partie froide.

Les gens ont l'habitude de demander constamment aux vendeurs la densité de la mousse de polystyrène. C’est parce que la densité et la chaleur sont étroitement liées. À ce jour mousse plastique moderne ne nécessite pas de vérifier sa densité. La production d'une isolation améliorée implique l'ajout de substances graphite spéciales. Ils rendent inchangé le coefficient de conductivité thermique du matériau.

Analyse comparative des principales caractéristiques techniques de la laine de basalte et du polystyrène expansé

Résistance au feu

Comparée au polystyrène expansé, la laine de basalte présente une résistance au feu plus élevée. Les fibres de laine de basalte sont frittées à une température d'environ 1 500 degrés. Cependant, la température maximale admissible pour l'utilisation de ce matériau d'isolation thermique sous forme de nattes et de dalles est limitée en raison des liants utilisés pour former les produits finis. À une température d'environ 600 degrés, les liants sont détruits et la dalle ou le tapis de basalte perd son intégrité. Il convient de noter que la mousse de polystyrène peut résister à des températures ne dépassant pas 75 degrés sans aucune conséquence.

Inflammabilité

Non moins important est un indicateur tel que l'inflammabilité - la capacité d'un matériau à brûler. Les matériaux de construction modernes sont généralement divisés en :

• ininflammable (GN) - capable de résister à une exposition à des températures très élevées sans inflammation, perte de résistance, déformation de la structure et modification d'autres propriétés.
• inflammable (G) - le degré d'inflammabilité est déterminé par des indicateurs tels que l'inflammabilité, la capacité de génération de fumée, la propagation des flammes, la toxicité.

Il est important de noter que si les matériaux de classe NG sont non seulement totalement ignifuges, mais empêchent également la propagation du feu, alors les matériaux de classe G sont risque d'incendie Toujours.

L'inflammabilité de la laine de basalte, qui est basée sur des matériaux inorganiques qui, de par leur nature, ne peuvent pas brûler, est déterminée en fonction de la quantité de liants organiques utilisés dans la production de l'isolant. La laine de basalte de haute qualité (par exemple, la marque Beltep) ne contient pas plus de 4,5 % de liants, elle est donc classée dans le groupe NG. En cas de teneur plus élevée en substances organiques, le groupe d'inflammabilité de la laine de basalte passe au groupe G1 (matériaux peu inflammables) ou G2 (matériaux moyennement inflammables).

Le polystyrène expansé, quel que soit le type de matériau, appartient toujours à la classe G. De plus, le groupe d'inflammabilité de ce matériau calorifuge peut varier de G1 (matériau peu inflammable) à G4 (matériau hautement inflammable).

Absorption d'eau

La laine de basalte a une porosité ouverte, elle est donc capable d'absorber l'humidité (jusqu'à 2 % en volume et jusqu'à 20 % en poids). Et comme l'eau est un excellent conducteur de chaleur, lorsque l'humidité pénètre, les caractéristiques d'isolation thermique de la laine de basalte se détériorent considérablement (jusqu'à une inadéquation totale). Et bien que les fabricants traitent la laine de basalte avec des additifs hydrofuges qui empêchent l'absorption de l'humidité, les experts recommandent de protéger de manière fiable ce matériau d'isolation thermique de l'humidité avec des barrières contre la vapeur et imperméabilisantes.

Contrairement à la laine de basalte, la mousse de polystyrène a une porosité fermée et fermée, elle se caractérise donc par une résistance élevée à l'absorption capillaire d'eau (jusqu'à 0,4% en volume) et à la diffusion de vapeur d'eau.

Force

Les caractéristiques de résistance désignent des indicateurs tels que la résistance du matériau au décollement des couches, la compression à 10 % de déformation, le cisaillement/cisaillement, la flexion, etc.

En laine de basalte caractéristiques de résistance dépendent de la densité du matériau et de la quantité de liants. Pour le polystyrène expansé, ces indicateurs dépendent uniquement de la densité du matériau. Dans le même temps, le polystyrène expansé se caractérise par une résistance à la compression plus élevée à 10 % de déformation que la laine de basalte avec une densité plus faible (par exemple, la résistance à la compression à 10 % de déformation du polystyrène expansé avec une densité de 35 à 45 kg/m3 est d'environ 0,25-0,50 MPa, tandis que pour la laine de basalte d'une densité de 80-190 kg/m3, ce chiffre varie de 0,15-0,70 MPa). A noter que pour la laine de basalte d'une densité de 11-70 kg/m3, ce ne sont pas les caractéristiques de résistance qui sont mesurées, mais la valeur de compressibilité sous une charge de 2000 Pa.

Conductivité thermique

L'un des les indicateurs les plus importants tout matériau d'isolation thermique est sa conductivité thermique. Des recherches ont montré que les deux matériaux considérés ont presque la même conductivité thermique : pour la laine de basalte - 0,033-0,043 W/m °C, pour le polystyrène expansé - 0,028-0,040 W/m °C. Notez cependant que l'air a la conductivité thermique la plus faible (0,026 W/m °C) et que l'un et l'autre matériau d'isolation thermique sont des isolants efficaces.

Concept et théorie de la conductivité thermique

La conduction thermique est le processus de déplacement de l'énergie thermique des pièces chauffées vers les pièces froides. Les processus métaboliques se produisent jusqu'à ce que la température atteigne un équilibre complet.

Un microclimat confortable dans la maison dépend d'une isolation thermique de haute qualité de toutes les surfaces

Le processus de transfert de chaleur est caractérisé par une période de temps pendant laquelle les valeurs de température sont égalisées. Plus le temps passe, plus la conductivité thermique des matériaux de construction est faible, dont les propriétés sont indiquées dans le tableau. Pour déterminer cet indicateur, un concept appelé coefficient de conductivité thermique est utilisé. Il détermine la quantité d'énergie thermique qui traverse une unité de surface d'une certaine surface. Plus cet indicateur est élevé, plus le bâtiment refroidira rapidement. Un tableau de conductivité thermique est nécessaire lors de la conception de la protection d'un bâtiment contre les pertes de chaleur. Cela peut réduire le budget de fonctionnement.

Les pertes de chaleur dans différentes zones du bâtiment seront différentes

La conductivité thermique de la mousse de polystyrène de 50 mm à 150 mm est considérée comme une isolation thermique

Les panneaux de polystyrène expansé, communément appelés mousse de polystyrène, sont un matériau isolant, généralement blanc. Il est fabriqué en polystyrène expansé thermiquement. En apparence, la mousse se présente sous la forme de petits granulés résistants à l'humidité ; lors du processus de fusion à haute température, elle est fondue en un tout, une plaque. Les tailles des parties de granulés sont considérées comme étant comprises entre 5 et 15 mm. La conductivité thermique exceptionnelle d'une mousse de 150 mm d'épaisseur est obtenue grâce à une structure unique - les granulés.

Chaque granule contient un grand nombre de microcellules à parois minces, qui à leur tour augmentent plusieurs fois la zone de contact avec l'air. Il est prudent de dire que la mousse de polystyrène est constituée presque entièrement d'air atmosphérique, à environ 98 %, ce qui constitue à son tour son objectif : l'isolation thermique des bâtiments à la fois à l'extérieur et à l'intérieur.

Tout le monde sait, même grâce aux cours de physique, que l'air atmosphérique est le principal isolant thermique de tous les matériaux d'isolation thermique ; il se trouve à l'état normal et raréfié, dans l'épaisseur du matériau. Économie de chaleur, qualité principale de la mousse de polystyrène.

Comme mentionné précédemment, la mousse de polystyrène est composée à presque 100 % d'air, ce qui détermine à son tour la grande capacité de la mousse de polystyrène à retenir la chaleur. Cela est dû au fait que l'air a la conductivité thermique la plus faible. Si nous regardons les chiffres, nous verrons que la conductivité thermique de la mousse s'exprime dans la plage de valeurs allant de 0,037 W/mK à 0,043 W/mK. Ceci peut être comparé à la conductivité thermique de l'air - 0,027 W/mK.

Alors que la conductivité thermique des matériaux populaires tels que le bois (0,12 W/mK), la brique rouge (0,7 W/mK), l'argile expansée (0,12 W/mK) et d'autres utilisés pour la construction est beaucoup plus élevée.

Par conséquent, le matériau le plus efficace parmi quelques-uns pour l'isolation thermique des éléments extérieurs et murs intérieurs les bâtiments sont considérés comme étant en mousse de polystyrène. Les coûts de chauffage et de climatisation résidentiels sont considérablement réduits grâce à l’utilisation de mousse de polystyrène dans la construction.

Les excellentes qualités des panneaux de mousse de polystyrène ont trouvé leur application dans d'autres types de protection, par exemple : la mousse de polystyrène, qui sert également à protéger les communications souterraines et externes du gel, grâce à quoi leur durée de vie augmente considérablement. La mousse de polystyrène est également utilisée dans les équipements industriels ( machines frigorifiques, réfrigérateurs) et dans les entrepôts.

Principales caractéristiques de l'isolation

Commençons par fournir les caractéristiques des matériaux d'isolation thermique les plus populaires, auxquelles vous devez d'abord prêter attention lors du choix. La comparaison de l'isolation par conductivité thermique doit être effectuée uniquement sur la base de la destination des matériaux et des conditions ambiantes (humidité, présence de feu ouvert, etc.)

Comparaison des matériaux de construction

Conductivité thermique. Plus cet indicateur est bas, moins la couche d'isolation thermique est nécessaire, ce qui signifie que les coûts d'isolation seront également réduits.

Perméabilité à l'humidité. Moins de perméabilité du matériau à la vapeur d'humidité diminue pendant le fonctionnement impact négatif pour l'isolation.

Sécurité incendie. L'isolation thermique ne doit pas brûler ni émettre de gaz toxiques, notamment lors de l'isolation d'une chaufferie ou d'une cheminée.

Durabilité. Plus la durée de vie est longue, moins le fonctionnement vous coûtera cher, car il ne nécessitera pas de remplacement fréquent.

Respect de l'environnement. Le matériau doit être sans danger pour l'homme et l'environnement.

Comparaison des matériaux isolants par conductivité thermique

Polystyrène expansé (mousse)

Dalles de polystyrène expansé (mousse)

Il s'agit du matériau d'isolation thermique le plus populaire en Russie, en raison de sa faible conductivité thermique, de son faible coût et de sa facilité d'installation. La mousse de polystyrène est produite en plaques d'une épaisseur de 20 à 150 mm par moussage de polystyrène et est composée à 99 % d'air. Le matériel a différentes densités, a une faible conductivité thermique et résiste à l'humidité.

En raison de son faible coût, la mousse de polystyrène est très demandée par les entreprises et les promoteurs privés pour l'isolation. diverses pièces. Mais le matériau est assez fragile et s’enflamme rapidement, libérant des substances toxiques lorsqu’il est brûlé. De ce fait, il est préférable d'utiliser de la mousse de polystyrène dans les locaux non résidentiels et pour l'isolation thermique des structures non chargées - isolation des façades sous enduit, des murs des sous-sols, etc.

Mousse de polystyrène extrudé

Penoplex (mousse de polystyrène extrudé)

L'extrusion (technoplex, penoplex, etc.) n'est pas exposée à l'humidité et à la pourriture. Il s'agit d'un matériau très résistant et facile à utiliser qui peut être facilement découpé avec un couteau à la taille souhaitée. Une faible absorption d'eau garantit humidité élevée changement minimal de propriétés, les dalles ont une densité et une résistance à la compression élevées. La mousse de polystyrène extrudé est ignifuge, durable et facile à utiliser.

Toutes ces caractéristiques, ainsi qu'une faible conductivité thermique par rapport aux autres matériaux isolants, font des dalles Technoplex, URSA XPS ou Penoplex matériau idéal pour l'isolation des fondations en bandes des maisons et des zones aveugles. Selon les fabricants, une feuille d'extrusion de 50 millimètres d'épaisseur remplace 60 mm de bloc de mousse en termes de conductivité thermique, tandis que le matériau ne laisse pas passer l'humidité et qu'on peut se passer d'imperméabilisation supplémentaire.

Laine minérale

Dalles de laine minérale Izover dans leur emballage

La laine minérale (par exemple Izover, URSA, Tekhnoruf, etc.) est fabriquée à partir de matériaux naturels– scories, roches et dolomite selon technologie spéciale. La laine minérale a une faible conductivité thermique et est absolument ignifuge. Le matériau est produit en plaques et en rouleaux de dureté variable. Pour plans horizontaux des tapis moins denses sont utilisés ; pour les structures verticales, des dalles rigides et semi-rigides sont utilisées.

Cependant, l'un des inconvénients majeurs cette isolation, comme la laine de basalte, a une faible résistance à l'humidité, ce qui nécessite des dispositifs pare-humidité et pare-vapeur supplémentaires lors de l'installation de la laine minérale. Les experts ne recommandent pas d'utiliser de la laine minérale pour l'isolation des pièces humides - sous-sols des maisons et caves, pour l'isolation thermique des hammams de l'intérieur dans les bains et les dressings. Mais même ici, il peut être utilisé avec une imperméabilisation appropriée.

Laine de basalte

Dalles de laine de basalte Rockwool dans un emballage

Ce matériau est produit en faisant fondre des roches de basalte et en soufflant la masse fondue avec l'ajout de divers composants pour obtenir une structure fibreuse aux propriétés hydrofuges. Le matériau est ininflammable, sans danger pour la santé humaine et possède de bonnes propriétés d'isolation thermique et phonique. Il est utilisé aussi bien pour l’isolation thermique intérieure qu’extérieure.

Lors de la pose de laine de basalte, vous devez utiliser des équipements de protection (gants, respirateur et lunettes) pour protéger les muqueuses des microparticules de coton. La marque de laine de basalte la plus célèbre en Russie est celle des matériaux de la marque Rockwool. Pendant le fonctionnement, les dalles d'isolation thermique ne se compactent pas et ne s'agglutinent pas, ce qui signifie que les excellentes propriétés de faible conductivité thermique de la laine de basalte restent inchangées dans le temps.

Penofol, isolon (mousse de polyéthylène)

Penofol et isolon sont des matériaux isolants en rouleaux d'une épaisseur de 2 à 10 mm, constitués de mousse de polyéthylène. Le matériau est également disponible avec une couche de film sur une face pour créer un effet réfléchissant. L'isolation est plusieurs fois plus fine que les matériaux isolants présentés précédemment, mais en même temps retient et reflète jusqu'à 97 % de l'énergie thermique. La mousse de polyéthylène a une longue durée de vie et est respectueuse de l'environnement.

L'Isolon et le penofol en feuille sont des matériaux d'isolation thermique légers, fins et très faciles à utiliser. L'isolation en rouleau est utilisée pour l'isolation thermique des pièces humides, par exemple pour isoler les balcons et les loggias des appartements. De plus, l'utilisation de cette isolation vous aidera à économiser de l'espace utile dans la pièce lors de l'isolation intérieure. Apprenez-en davantage sur ces matériaux dans la section « Isolation thermique organique ».

Particularités de l'isolation EPI

Caractéristiques

L'isolation thermique en mousse de polyéthylène est un produit à structure poreuse fermée, souple et élastique, ayant une forme adaptée à son usage. Ils possèdent un certain nombre de propriétés qui caractérisent les polymères remplis de gaz :

• Densité de 20 à 80 kg/m3,
• Plage de température de fonctionnement de -60 à +100 0C,
• Excellente résistance à l'humidité, dans laquelle l'absorption d'humidité ne dépasse pas 2 % du volume, et une étanchéité à la vapeur presque absolue,
• Forte absorption du bruit même avec une épaisseur supérieure ou égale à 5 mm,
• Résistant à la plupart des substances chimiquement actives,
• Pas de pourriture ni de dommages fongiques,
• Très longue durée de vie, atteignant dans certains cas plus de 80 ans,
• Non toxique et sans danger pour l'environnement.

Mais la plupart caractéristique importante Les matériaux en mousse de polyéthylène ont une très faible conductivité thermique, grâce à laquelle ils peuvent être utilisés à des fins d'isolation thermique. Comme vous le savez, l’air retient mieux la chaleur, et ce matériau en contient beaucoup

Le coefficient de transfert thermique de l'isolation en mousse de polyéthylène n'est que de 0,036 W/m2 * 0C (à titre de comparaison, la conductivité thermique du béton armé est d'environ 1,69, des plaques de plâtre - 0,15, du bois - 0,09, de la laine minérale - 0,07 W/m2 * 0C).

INTÉRESSANT! Une isolation thermique en mousse de polyéthylène avec une couche de 10 mm d'épaisseur peut remplacer une épaisseur de maçonnerie de 150 mm.

Champ d'application

L'isolation en mousse de polyéthylène est largement utilisée dans la construction nouvelle et reconstructive d'installations résidentielles et industrielles, ainsi que dans la fabrication automobile et d'instruments :

• Pour réduire les transferts de chaleur par convection et rayonnement thermique des murs, sols et toitures,
• Comme isolant réfléchissant pour augmenter la puissance calorifique des systèmes de chauffage,
• Pour protéger les systèmes de canalisations et les pipelines à diverses fins,
• Sous forme de joint isolant pour diverses fissures et ouvertures,
• Pour l'isolation des systèmes de ventilation et de climatisation.

De plus, la mousse de polyéthylène est utilisée comme matériau d'emballage pour le transport de produits nécessitant une protection thermique et mécanique.

La mousse de polyéthylène est-elle nocive ?

Partisans de l'utilisation dans la construction matériaux naturels peut indiquer la nocivité des substances chimiquement synthétisées. En effet, lorsqu'elle est chauffée au-dessus de 120 0C, la mousse de polyéthylène se transforme en une masse liquide, qui peut être toxique. Mais dans des conditions de vie normales, c'est absolument inoffensif. De plus, matériaux d'isolation en mousse de polyéthylène sont supérieurs au bois, au fer et à la pierre à bien des égards. Les structures de construction qui les utilisent sont légères, chaleureuses et peu coûteuses.

Conductivité thermique de la mousse de polystyrène en comparaison

Si vous comparez la mousse de polystyrène avec de nombreux autres matériaux de construction, vous pouvez tirer des conclusions colossales.

La conductivité thermique de la mousse plastique varie de 0,028 à 0,034 watts par mètre/Kelvin. Si la densité augmente, les propriétés d'isolation thermique de la mousse de polystyrène extrudé sans additifs graphite diminuent.

Une couche de 2 cm de mousse extrudée peut retenir la chaleur autant qu'une couche de 3,8 cm de laine minérale, une couche de 3 cm de mousse de polystyrène ordinaire ou similaire. planche de bois, dont l'épaisseur est de 20 cm. Pour la brique, ces capacités équivalent à une épaisseur de mur de 37 cm. Pour béton cellulaire – 27 cm.

Indicateurs pour différentes marques de mousse de polystyrène

De la formule simplifiée donnée, nous pouvons conclure que plus la feuille isolante est fine, moins elle est efficace. Mais en plus des paramètres géométriques habituels, la densité de la mousse influence également le résultat final, quoique légèrement - seulement dans les 1 à 5 millièmes. A titre de comparaison, prenons deux dalles de marque similaire :

• Le PSB-S 25 conduit 0,039 W/m°C.
• PSB-S 35 à une densité plus élevée - 0,037 W/m °C.

Mais avec un changement d'épaisseur, la différence devient beaucoup plus perceptible. Par exemple, les feuilles les plus fines de 40 mm avec une densité de 25 kg/m 3 peuvent avoir une conductivité thermique de 0,136 W/m°C, alors que 100 mm de la même mousse de polystyrène ne transmettent que 0,035 W/m°C.

Comparaison avec d'autres matériaux

La conductivité thermique moyenne du PSB se situe dans la plage de 0,037 à 0,043 W/m·°C, sur laquelle nous nous concentrerons. Ici, la mousse plastique, par rapport à la laine minérale fabriquée à partir de fibres de basalte, semble légèrement bénéficier - elle a à peu près les mêmes indicateurs. Certes, avec une épaisseur deux fois supérieure (95-100 mm contre 50 mm pour le polystyrène). Il est également d'usage de comparer la conductivité de l'isolant avec celle des différents matériaux de construction nécessaires à la construction des murs. Même si ce n’est pas très exact, c’est très clair :

1. La brique en céramique rouge a un coefficient de transfert thermique de 0,7 W/m°C (16 à 19 fois plus que la mousse). En termes simples, pour remplacer 50 mm d'isolant, vous aurez besoin d'une maçonnerie d'environ 80 à 85 cm d'épaisseur. Une isolation au silicate aura besoin d'au moins un mètre.

2. Le bois massif est meilleur à cet égard que la brique - ici il n'est que de 0,12 W/m °C, soit trois fois plus élevé que celui du polystyrène expansé. Selon la qualité du bois et le mode de construction des murs, l'équivalent d'un PSB de 5 cm d'épaisseur peut être une maison en rondins jusqu'à 23 cm de large.

Il est beaucoup plus logique de comparer le styrène non pas avec la laine minérale, la brique ou le bois, mais de considérer des matériaux plus proches - la mousse de polystyrène et le Penoplex. Les deux sont classés comme mousse de polystyrène et sont même fabriqués à partir des mêmes granulés. C’est juste que la différence dans la technologie de « collage » donne des résultats inattendus. La raison en est que les billes de styrène pour la production de Penoplex avec introduction d'agents gonflants sont simultanément traitées sous pression et haute température. En conséquence, la masse plastique acquiert une plus grande homogénéité et résistance, et les bulles d'air sont réparties uniformément dans le corps de la dalle. La mousse de polystyrène est simplement cuite à la vapeur dans un moule comme du pop-corn, de sorte que les liaisons entre les granulés expansés sont plus faibles.

En conséquence, la conductivité thermique du Penoplex, un « parent » extrudé du PSB, s'améliore également sensiblement. Cela correspond à 0,028-0,034 W/m°C, c'est-à-dire que 30 mm suffisent pour remplacer 40 mm de mousse. Cependant, la complexité de la production augmente également le coût du XPS, il ne faut donc pas compter sur des économies. À propos, il y a ici une nuance curieuse : la mousse de polystyrène extrudé perd généralement un peu en efficacité à mesure que sa densité augmente. Mais lorsque du graphite est ajouté au Penoplex, cette dépendance disparaît pratiquement.

Prix ​​​​des feuilles de mousse plastique 1000x1000 mm (roubles):

Ce qu'il faut savoir sur la conductivité thermique de la mousse plastique

La capacité d'un matériau à transférer la chaleur, à conduire ou à retenir les flux de chaleur est généralement évaluée par le coefficient de conductivité thermique. Si vous regardez sa dimension - W/m∙C o, il devient clair qu'il s'agit d'une valeur spécifique, c'est-à-dire déterminée pour les conditions suivantes :

• L'absence d'humidité à la surface de la dalle, c'est-à-dire le coefficient de conductivité thermique de la mousse de polystyrène de l'ouvrage de référence, est une valeur déterminée dans des conditions idéalement sèches, qui n'existent pratiquement pas dans la nature, sauf peut-être dans le désert ou dans Antarctique;
• La valeur du coefficient de conductivité thermique est donnée pour une épaisseur de mousse de 1 mètre, ce qui est très pratique pour la théorie, mais pas impressionnant pour les calculs pratiques ;
• Les résultats de mesure de la conductivité thermique et du transfert de chaleur ont été réalisés dans des conditions normales à une température de 20 o C.

Selon une méthode simplifiée, lors du calcul de la résistance thermique d'une couche d'isolant en mousse, il faut multiplier l'épaisseur du matériau par le coefficient de conductivité thermique, puis multiplier ou diviser par plusieurs coefficients utilisés pour tenir compte des conditions réelles de fonctionnement de l'isolation thermique. Par exemple, un fort arrosage du matériau, ou la présence de ponts thermiques, ou le mode d'installation sur les murs du bâtiment.

Le tableau comparatif ci-dessous montre comment la conductivité thermique de la mousse de polystyrène diffère de celle des autres matériaux.

Ce n'est en fait pas si simple. Pour déterminer la valeur de conductivité thermique, vous pouvez la créer vous-même ou utiliser un programme prêt à l'emploi pour calculer les paramètres d'isolation. Pour un petit objet, cela se fait généralement. Un propriétaire privé ou un autoconstructeur peut ne pas s'intéresser du tout à la conductivité thermique des murs, mais plutôt poser une isolation en mousse plastique avec une marge de 50 mm, ce qui sera largement suffisant pour les hivers les plus rigoureux.

Les grandes entreprises de construction qui isolent des murs couvrant une superficie de plusieurs dizaines de milliers de mètres carrés préfèrent agir de manière plus pragmatique. Le calcul de l'épaisseur de l'isolant permet d'établir un devis, et les valeurs réelles de conductivité thermique sont obtenues sur un objet grandeur nature. Pour ce faire, collez plusieurs feuilles de mousse plastique d'épaisseurs différentes sur un pan du mur et mesurez la résistance thermique réelle de l'isolant. De ce fait, il est possible de calculer épaisseur optimale mousse de polystyrène avec une précision de quelques millimètres, au lieu d'environ 100 mm d'isolant, vous pouvez poser la valeur exacte de 80 mm et économiser une somme d'argent considérable.

Dans quelle mesure l'utilisation de la mousse de polystyrène est-elle bénéfique par rapport à matériaux standards, peut être estimé à partir du diagramme ci-dessous.

Utiliser les valeurs de conductivité thermique en pratique

Les matériaux utilisés dans la construction peuvent être des isolants structurels et thermiques.

Il existe un grand nombre de matériaux dotés de propriétés d'isolation thermique

Le plus grande valeur conductivité thermique des matériaux de structure utilisés dans la construction des sols, des murs et des plafonds. Si vous n'utilisez pas de matières premières ayant des propriétés d'isolation thermique, pour retenir la chaleur, vous devrez installer une épaisse couche d'isolation pour la construction des murs.

Des matériaux souvent plus simples sont utilisés pour isoler les bâtiments

Par conséquent, lors de la construction d'un bâtiment, il vaut la peine d'utiliser matériaux supplémentaires. Dans ce cas, la conductivité thermique des matériaux de construction est importante ; le tableau montre toutes les valeurs.

Dans certains cas, l’isolation par l’extérieur est considérée comme plus efficace.

Quelle est la conductivité thermique de la mousse de polystyrène Propriétés et caractéristiques

La conductivité thermique est une valeur indiquant la quantité de chaleur (énergie) traversant 1 m de n'importe quel corps par heure à une certaine différence de température d'un côté et de l'autre. Elle est mesurée et calculée pour plusieurs conditions initiales de fonctionnement :

• À 25 ± 5 °C, il s'agit d'un indicateur standard inscrit dans les GOST et le SNiP.
• "A" - cela signifie des conditions d'humidité sèches et normales dans les locaux.
• « B » – toutes les autres conditions sont incluses dans cette catégorie.

La conductivité thermique réelle des granulés de mousse de polystyrène pressés dans une dalle légère n'est pas aussi importante en elle-même qu'en conjonction avec l'épaisseur de l'isolant. Après tout, l'objectif principal est d'atteindre un niveau optimal de résistance de toutes les couches du mur conformément aux exigences d'une région particulière. Pour obtenir les nombres initiaux, il suffira d'utiliser la formule la plus simple : R = p÷k.

• La résistance au transfert de chaleur R peut être trouvée dans les tableaux spéciaux du SNiP 23-02-2003, par exemple, pour Moscou, elles prennent 3,16 m°C/W. Et si le mur principal, selon ses caractéristiques, n'atteint pas cette valeur, c'est l'isolation (laine minérale ou la même mousse de polystyrène) qui devrait combler la différence.
• L'indice p indique l'épaisseur requise de la couche isolante, exprimée en mètres.
• Le coefficient k est précisément ce qui donne une idée de la conductivité des corps, sur laquelle on se concentre lors du choix.

La conductivité thermique du matériau lui-même est vérifiée en chauffant un côté de la feuille et en mesurant la quantité d'énergie transférée par conduction à la surface opposée par unité de temps.

Caractéristiques de la production de laine de basalte et de polystyrène expansé

La production de laine de basalte repose sur la fonte de roches du groupe gabbro-basaltique. La fusion se produit dans des fours à des températures supérieures à 1 500 degrés. La masse fondue résultante est transformée en fibres fines à partir desquelles un tapis en laine minérale est formé. Ensuite, le tapis en laine minérale est traité avec des liants et traitement thermique dans la chambre de polymérisation, ce qui entraîne produits finis- des nattes et des dalles.

Le polystyrène expansé est un matériau léger à base de polystyrène rempli de gaz, caractérisé par une structure uniforme constituée de petites cellules (0,1-0,2 mm) complètement fermées. Aujourd'hui, le marché de la construction propose deux types de ce matériau : la mousse de polystyrène ordinaire et extrudée. La principale différence entre ces deux types de polystyrène expansé réside dans la technologie de production et, par conséquent, dans les propriétés du produit fini.

La mousse de polystyrène conventionnelle est formée par frittage de granulés à haute température.

La mousse de polystyrène extrudé est fabriquée en gonflant et en soudant des granulés sous l'influence de vapeur chaude ou d'eau (température de 80 à 100 degrés) et en les extrudant ensuite à travers une extrudeuse.

La principale différence entre la mousse de polystyrène extrudé et le polystyrène ordinaire réside dans sa plus grande rigidité et sa plus faible absorption d'eau. Une autre différence est due à la technologie de production - la limitation de l'épaisseur des dalles (maximum 100 mm) en mousse de polystyrène extrudé.

Conductivité thermique de la mousse

La principale caractéristique grâce à laquelle le polystyrène expansé est largement reconnu comme matériau isolant n°1 est la conductivité thermique ultra-faible de la mousse. La résistance relativement faible du matériau est plus que compensée par des avantages tels que la résistance aux composés les plus agressifs, le faible poids, la non-toxicité et la sécurité de fonctionnement. Les bonnes propriétés d'isolation thermique de la mousse de polystyrène permettent d'isoler une maison à un prix relativement bas, tandis que la durabilité d'une telle isolation est conçue pour une période d'au moins 25 ans de service.

Les principaux types d'isolation utilisés pour réduire les pertes de chaleur

Pour réaliser des mesures d'isolation thermique de toute nature, les types d'isolateurs suivants sont utilisés :

• la mousse de polystyrène extrudé (XPS), fait référence aux dérivés du polystyrène (représentés par diverses entreprises manufacturières, possède de nombreuses marques) ;
• mousse de polystyrène, sa production implique également la transformation du polystyrène, mais en utilisant une technologie différente (a quantité suffisante fabricants, la répartition par marque n’est pas claire, positionnée comme « mousse plastique »).
• la laine minérale ou de basalte est fondamentalement différente des produits en polystyrène et est le principal concurrent des mousses de polystyrène (représentées sur le marché des produits isolants par un grand nombre de fabricants).

Nombre entreprises manufacturières, tant nationaux qu’étrangers, se mesure en dizaines. Lors du choix des produits, vous devez vous fier à propriétés physiques chaque produit individuel.

Styrex ou penoplex

Stirex est une mousse de polystyrène extrusive, comme le penoplex. À la base, l'applicabilité du Styrex est justifiée là où se trouve l'applicabilité du penoplex, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de différences décisives. La préférence peut être donnée à un matériau uniquement s'il est pratique de couper des dalles d'une taille donnée, pour réduire les déchets et en cas d'exigences de résistance accrues, car le Styrex a une meilleure résistance à la flexion.

Propriétés physiques du Styrex :

• densité – 0,35-0,38 kg/m3 ;
• conductivité thermique – 0,027 W/m*K ;
• absorption d'humidité, pas plus de – 0,2 % ;
• résistance à la compression – 0,25 MPa ;
• résistance à la flexion – 0,4-0,7 ;
• perméabilité à la vapeur – 0,019-0,020 mg/heure*m*Pa.

En cas de différences importantes de températures externes et internes, la conductivité thermique légèrement inférieure du Styrex rend ce matériau plus avantageux, mais avec une différence moyenne de 0,003 W/m*K, cela sera à peine perceptible.
La production d'isolants sous la marque Stirex est située en Ukraine.

Ces dernières années, lors de la construction ou de la rénovation d’une maison, une grande attention a été accordée à l’efficacité énergétique. Compte tenu des prix actuels du carburant, cela est très important. Il semble en outre que l’épargne continuera à prendre de plus en plus d’importance. Afin de sélectionner correctement la composition et l'épaisseur des matériaux dans la tarte des structures d'enceinte (murs, sols, plafonds, toitures), il est nécessaire de connaître la conductivité thermique des matériaux de construction. Cette caractéristique est indiquée sur l’emballage des matériaux, et elle est nécessaire dès la conception. Après tout, vous devez décider de quel matériau construire les murs, comment les isoler et quelle doit être l'épaisseur de chaque couche.

Qu'est-ce que la conductivité thermique et la résistance thermique

Lors du choix des matériaux de construction, vous devez faire attention aux caractéristiques des matériaux. L'un des postes clés est la conductivité thermique. Il est représenté par le coefficient de conductivité thermique. Il s’agit de la quantité de chaleur qu’un matériau particulier peut conduire par unité de temps. Autrement dit, plus ce coefficient est faible, plus le matériau conduit la chaleur. Et vice versa, plus le chiffre est élevé, mieux la chaleur est évacuée.

Des matériaux à faible conductivité thermique sont utilisés pour l'isolation et des matériaux à haute conductivité thermique sont utilisés pour transférer ou évacuer la chaleur. Par exemple, les radiateurs sont en aluminium, en cuivre ou en acier, car ils transfèrent bien la chaleur, c'est-à-dire qu'ils ont un coefficient de conductivité thermique élevé. Pour l'isolation, des matériaux à faible coefficient de conductivité thermique sont utilisés - ils retiennent mieux la chaleur. Si un objet est constitué de plusieurs couches de matériau, sa conductivité thermique est déterminée comme la somme des coefficients de tous les matériaux. Lors des calculs, la conductivité thermique de chacun des composants du « gâteau » est calculée, et les valeurs trouvées sont résumées. De manière générale, on obtient la capacité d'isolation thermique de la structure d'enceinte (murs, sol, plafond).

Il existe également une résistance thermique. Il reflète la capacité d’un matériau à empêcher la chaleur de le traverser. Autrement dit, c'est l'inverse de la conductivité thermique. Et si vous voyez un matériau à haute résistance thermique, il peut être utilisé pour l’isolation thermique. Un exemple de matériaux d'isolation thermique est la laine minérale ou de basalte, la mousse de polystyrène, etc. Des matériaux à faible résistance thermique sont nécessaires pour éliminer ou transférer la chaleur. Par exemple, pour le chauffage, des radiateurs en aluminium ou en acier sont utilisés, car ils dégagent bien la chaleur.

Tableau de conductivité thermique des matériaux d'isolation thermique

Pour qu'il soit plus facile de garder une maison chaude en hiver et fraîche en été, la conductivité thermique des murs, des sols et des toits doit être au moins un certain chiffre, calculé pour chaque région. La composition du « gâteau » des murs, du sol et du plafond, l'épaisseur des matériaux sont prises en compte pour que le chiffre total ne soit pas inférieur (ou mieux encore, au moins un peu plus) recommandé pour votre région.

Lors du choix des matériaux, il faut tenir compte du fait que certains d'entre eux (pas tous) conduisent beaucoup mieux la chaleur dans des conditions de forte humidité. Si une telle situation peut se produire pendant une longue période de fonctionnement, la conductivité thermique pour cette condition est utilisée dans les calculs. Les coefficients de conductivité thermique des principaux matériaux utilisés pour l'isolation sont donnés dans le tableau.

Certaines informations sont tirées de normes qui prescrivent les caractéristiques de certains matériaux (SNiP 23-02-2003, SP 50.13330.2012, SNiP II-3-79* (Annexe 2)). Les matériaux qui ne sont pas spécifiés dans les normes se trouvent sur les sites Internet des fabricants. Comme il n'existe pas de normes, elles peuvent différer considérablement d'un fabricant à l'autre. Lors de l'achat, faites donc attention aux caractéristiques de chaque matériau que vous achetez.

Tableau de conductivité thermique des matériaux de construction

Les murs, les plafonds et les sols peuvent être fabriqués à partir de différents matériaux, mais il se trouve que la conductivité thermique des matériaux de construction est généralement comparée à celle de la maçonnerie. Tout le monde connaît ce matériau, c’est plus facile de faire des associations avec. Les diagrammes les plus populaires sont ceux qui démontrent clairement la différence entre divers matériaux. Une de ces images se trouve dans le paragraphe précédent, la seconde est une comparaison mur de briques et des murs en rondins - est illustré ci-dessous. C'est pourquoi les matériaux d'isolation thermique sont choisis pour les murs en brique et autres matériaux à haute conductivité thermique. Pour faciliter le choix, la conductivité thermique des principaux matériaux de construction est résumée dans un tableau.

Le bois fait partie des matériaux de construction ayant une conductivité thermique relativement faible. Le tableau fournit des données approximatives pour différentes races. Lors de l'achat, assurez-vous de regarder la densité et le coefficient de conductivité thermique. Tout le monde n'en dispose pas car ils sont prescrits dans les documents réglementaires.

Les métaux conduisent très bien la chaleur. Ils constituent souvent le pont froid dans la structure. Et cela doit également être pris en compte, le contact direct doit être exclu à l'aide de couches et de joints calorifuges, appelés ruptures de pont thermique. La conductivité thermique des métaux est résumée dans un autre tableau.

Comment calculer l'épaisseur d'une paroi

Pour que la maison soit chaude en hiver et fraîche en été, il est nécessaire que les structures d'enceinte (murs, sol, plafond/toit) présentent une certaine résistance thermique. Cette valeur est différente pour chaque région. Cela dépend des températures moyennes et de l'humidité dans une zone particulière.

Résistance thermique de l'enceinte
dessins pour les régions russes

Pour que les factures de chauffage ne soient pas trop élevées, il est nécessaire de sélectionner les matériaux de construction et leur épaisseur de manière à ce que leur résistance thermique totale ne soit pas inférieure à celle indiquée dans le tableau.

Calcul de l'épaisseur des murs, de l'épaisseur de l'isolant, des couches de finition

Pour construction moderne Une situation typique est celle où le mur comporte plusieurs couches. En plus de la structure porteuse, il existe des matériaux d'isolation et de finition. Chaque couche a sa propre épaisseur. Comment déterminer l’épaisseur de l’isolant ? Le calcul est simple. Basé sur la formule :

R-résistance thermique ;

p-épaisseur de la couche en mètres ;

k est le coefficient de conductivité thermique.

Vous devez d’abord décider des matériaux que vous utiliserez pendant la construction. De plus, vous devez savoir exactement quel sera le type de matériau du mur, d’isolation, de finition, etc. Après tout, chacun d'eux apporte sa contribution à l'isolation thermique et la conductivité thermique des matériaux de construction est prise en compte dans le calcul.

Tout d'abord, la résistance thermique est calculée matériau de construction(à partir duquel seront construits un mur, un plafond, etc.), puis l'épaisseur de l'isolant choisi est choisie « selon le principe du résidu ». Vous pouvez également prendre en compte les caractéristiques d'isolation thermique des matériaux de finition, mais elles constituent généralement un plus par rapport aux principaux. De cette façon, une certaine réserve est constituée « au cas où ». Cette réserve permet d'économiser sur le chauffage, ce qui a par la suite un effet positif sur le budget.

Un exemple de calcul de l'épaisseur de l'isolant

Regardons cela avec un exemple. Nous allons construire un mur de briques d'une longueur d'une brique et demie, et nous l'isolerons avec de la laine minérale. Selon le tableau, la résistance thermique des murs de la région doit être d'au moins 3,5. Le calcul pour cette situation est donné ci-dessous.

Si le budget est limité, vous pouvez emporter 10 cm de laine minérale, et le manquant sera couvert matériaux de finition. Ils seront à l'intérieur et à l'extérieur. Mais si vous souhaitez réduire vos factures de chauffage au minimum, meilleure finition que ce soit un « plus » à la valeur calculée. C'est votre réserve lors des températures les plus basses, puisque les normes de résistance thermique des structures d'enceinte sont calculées en fonction de la température moyenne sur plusieurs années et que les hivers peuvent être anormalement froids. Par conséquent, la conductivité thermique des matériaux de construction utilisés pour la finition n'est tout simplement pas prise en compte.