Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 3/2016 [PDF]

pobierzesz BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Stabilność własności termoizolacyjnych materiałów organicznych do izolacji przemysłowych

Stability of thermal insulation properties for organic materials used in industrial insulation
dr  Artur Miros  |  IZOLACJE 3/2016  |  12.04.2016
Jednym z istotniejszych elementów, które powinno się brać pod uwagę w procesie doboru izolacji termicznej, jest znajomość zmian własności użytkowych materiału zachodzących podczas eksploatacji.
Jednym z istotniejszych elementów, które powinno się brać pod uwagę w procesie doboru izolacji termicznej, jest znajomość zmian własności użytkowych materiału zachodzących podczas eksploatacji.
International Shelter Systems

Jednym z istotniejszych elementów, które powinno się brać pod uwagę w procesie doboru izolacji termicznej, jest znajomość zmian własności użytkowych danego materiału zachodzących podczas standardowej, typowej i długookresowej eksploatacji. Na podstawie przewidywalności tych zmian, w szczególności izolacyjności termicznej, można określić opłacalność inwestycji.

Izolacje termiczne stosowane do instalacji przemysłowych można klasyfikować w różny sposób [1]. Jedną z propozycji jest podział wyrobów izolacyjnych ze względu na rodzaj materiału użytego do produkcji:

  • izolacje pochodzenia mineralnego (szkło piankowe, wełna kamienna oraz szklana, ceramika, areożele),
  • izolacje pochodzenia organicznego (EPS - styropian ekspandowany, XPS - styropian ekstrudowany, PUR - piaka poliuretanowa, PIR - pianka poliizocyjanurowa, FEF - pianka elastomeryczna, PEF - pianka polietylenowa, PF - pianka fenolowa).
TABELA 1. Graniczna temperatura stosowania zgodnie z normą PN-B 20105:2014-09 [2]
TABELA 1. Graniczna temperatura stosowania zgodnie z normą PN-B 20105:2014-09 [2]

Ze względu na rodzaj zastosowanego materiału wyroby izolacyjne pochodzenia organicznego mają niższe temperatury stosowania w porównaniu z wyrobami nieorganicznymi (TABELA 1). Są również bardziej narażone są na proces starzenia pod wpływem czynników zewnętrznych (promieniowanie UV, temperatura).

Z drugiej strony wyroby te posiadają wiele innych, pożądanych właściwości (np. niską nasiąkliwość wodą), które są niezwykle istotne podczas standardowego użytkowania izolacji.

Podejście normowe do zmian izolacyjności termicznej

Specyfikacje normowe dotyczące izolacji przemysłowych (pakiet norm od PN-EN 14303 do PN-EN 14314) zawierają punkty odnośnie trwałości oporu cieplnego w funkcji starzenia/degradacji oraz w funkcji wysokiej temperatury.

Zobacz też: Izolacje termiczne w zastosowaniach przemysłowych >>>

Z całego pakietu norm do izolacji przemysłowych tylko dwie specyfikacje dotyczące pianek poliuretanowych/poliizocyjanurowych [3] oraz pianek fenolowych/rezolowych [4] zawierają informacje o zmianach wartości współczynnika przewodzenia ciepła w czasie i podają odpowiednie procedury starzeniowe.

Pozostałe specyfikacje wyrobów, począwszy od styropianu ekspandowanego (EPS) i ekstrudowanego (XPS) po wełnę mineralną, zawierają zapis, że wartość współczynnika przewodzenia ciepła poszczególnych wyrobów nie zmienia się w czasie podczas stosowania wyrobu w zakresie temperatur stosowania.

Jak wspomniano, w dwóch przypadkach (PUR/PIR i PF) uwzględniono zmiany parametru cieplnego wyrobu pod wpływem starzenia z uwzględnieniem wpływu temperatury.

 

W przypadku wyrobów poliuretanowych (PUR) i poliizocyjanurowych (PIR) [3] zaproponowano metody uwzględniające zmiany współczynnika przewodzenia ciepła spowodowane zmianami w składzie gazu w komórkach. Zgodnie z założeniem, metody mają obrazować zmianę izolacyjności wyrobu po 25 latach. Specyfikacja normowa przedstawia dwa sposoby szacowania zmian współczynnika przewodzenia ciepła:

 

  • procedurę stałych przyrostów
  • oraz metodę przyspieszonego starzenia.

W pierwszej metodzie - procedurze stałych przyrostów (dla wyrobów spienianych węglowodorami lub fluorowęglowodorami) – po określeniu wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)] próbki pierwotnej wycina się z niej rdzeń gr. 21  ± 1 mm i wykonuje pomiar wartości współczynnika przewodzenia ciepła przed rozpoczęciem procesu starzenia termicznego. Następnie, po okresie wygrzewania w temp. 70  ± 2°C przez 21  ± 1 dni, ponownie wykonuje się pomiar parametru λ.

Jeżeli różnica między wartościami współczynnika przewodzenia ciepła jest wyższa niż:

  • 0,0075 W/(m·K) dla wyrobów spienianych HFC134a,
  • 0,0060 W/(m·K) dla wyrobów spienianych HFC365mfc, HFC227ea, lub HFC245fa,
  • 0,0060 W/(m·K) dla wyrobów spienianych pentanem,

to wówczas metoda stałych przyrostów powinna być zastąpiona metodą przyspieszonego starzenia.

W przypadku, gdy różnica między wartościami współczynnika przewodzenia ciepła (Δλ) nie jest większa od podanych powyżej wartości, wówczas, w zależności od zakładanej temperatury stosowania (Tmean = –120°C, 10°C, 120°C – do określenia przyrostów λ w innych temperaturach dopuszcza się ekstrapolację liniową), zwiększa się pierwotną wartość współczynnika ciepła mierzonej próbki od 0,0005 W/(m·K) do 0,010 W/(m·K) i uwzględnia pozostałe istotne parametry, takie jak grubość wyrobu, występowanie powłoki gazoszczelnej i rodzaj gazu spieniającego.

Druga metoda - metoda przyspieszonego starzenia - polega na pomiarze zmiany wartości współczynnika przewodzenia ciepła próbki poddanej oddziaływaniu temp. 70  ± 2°C przez 175  ± 5 dni (dla wyrobów szczelnych dyfuzyjnie).

Jeżeli różnica między wynikami przed oddziaływaniem temperatury i po jest mniejsza niż 0,001 W/(m·K), wówczas można zastosować zaproponowane w normie przyrosty bezpieczeństwa.

Jeśli wspomniana różnica jest większa, wykonuje się serię pomiarów dwóch próbek:

  • jednej poddanej oddziaływaniu temp. 70  ± 2°C,
  • drugiej klimatyzowanej w temperaturze pokojowej 23  ± 2°C.

Dla każdej z nich określa się czas potrzebny do osiągnięcia przyrostu wartości od 0,0003 W/(m·K) do 0,0004 W/(m·K). Na tej podstawie określa się czynnik przyspieszenia, który zgodnie z ustaleniami normowymi pozwala na dodanie odpowiedniego przyrostu bezpieczeństwa do wyniku pomiaru wartości współczynnika przewodzenia ciepła zmierzonej próbki.

TABELA 2. Wartości współczynnika przewodzenia ciepła powietrza oraz gazów w temp. 10°C służących do spieniania pianek poliuretanowych [5]
TABELA 2. Wartości współczynnika przewodzenia ciepła powietrza oraz gazów w temp. 10°C służących do spieniania pianek poliuretanowych [5]

Niestety nie jest określone, czy przyrosty bezpieczeństwa w tej metodzie należy stosować w całym zakresie temperaturowym, czy tylko dla temp. 10°C (jak dla budownictwa ogólnego).

Przeczytaj: Wzrost efektywności energetycznej instalacji przemysłowych dzięki poprawie izolacyjności

Zmiana z czasem współczynnika przewodzenia ciepła wyrobów PUR/PIR jest związana z dyfuzją na zewnątrz gazu stosowanego do spieniania występującego w zamkniętokomórkowych wyrobach oraz dyfuzją powietrza do wewnątrz komórek.

Najlepiej dyfundującym gazem stosowanym do spieniania tego typu wyrobów jest CO2, który z uwagi na wymiar cząsteczek łatwiej jest zastępowany w komórkach przez powietrze (w porównaniu z innymi gazami spieniającymi).

Z uwagi na różnicę we własnościach przewodności cieplnej obydwu gazów parametry izolacyjne wyrobów spienianych CO2 pogarszają się najszybciej (TABELA 2).

Z drugiej strony, wyroby PUR/PIR z zamkniętą dyfuzyjnie powłoką i dodatkowo spieniane za pomocą wielkocząsteczkowych gazów, takich jak węglowodory (np. pentan) bądź fluorowęglowodory (HFC365mfc, HFC134a, HFC245fa, HFC227ea), specyfikacja normowa uznaje za trwałe w czasie w zakresie temperatur stosowania.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

 

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 3/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak usprawnić funkcjonowanie urządzeń przemysłowych »


Poprawne funkcjonowanie urządzeń przemysłowych zależy od szeregu czynników (...) czytaj dalej »

 


Która firma otrzymała Aprobatę FM i co to oznacza »

Dźwiękochłonność izolacji akustycznych - projektowanie instalacji HVAC »

Aprobata FM dynamicznie zyskuje na znaczeniu na całym świecie, w tym także w Polsce i na innych europejskich rynkach lokalnych(...) czytaj »
Elementy systemów transportujących ciepłe lub zimne powietrze mogą generować hałas, który (...) czytaj »

 


Jak zaprojektować dach płaski i ustrzec się przed awarią »

Jakie dachówki najlepiej nadają się na nietypowy dach »

Woda i wilgoć, które mogą przenikać do wnętrza przegród nawet w obliczu niewielkich opadów deszczu i śniegu (...) czytaj dalej »
Trwałość tak zabezpieczonej blachy w porównaniu ze zwykłą blachą ocynkowaną jest 2,5 raza dłuższa, dzięki czemu eliminuje się ryzyko przedwczesnego starzenia się (...) czytaj dalej »

 

 


Dowiedz się jak skutecznie ocieplić mur pruski »


Mur pruski oraz jego odmiana, zwana murem szachulcowym, to piękne ceglane (...) czytaj dalej »

 

 


Dlaczego na ścianach powstają pleśń i grzyb? Jak temu zapobiec »

Postaw na polską jakość w instalacji! Skorzystaj »

Nowoczesny i łatwy w montażu system izolacji wewnętrznej ścian to skuteczny sposób na wyeliminowanie przyczyny powstawania grzybów (...) czytaj dalej »
W przypadku złożonych projektów nasi inżynierowie służą swoją wiedzą, wspomagając biura projektowe, inwestorów i (...) czytaj dalej »

 

 


Dowiedz się jak skutecznie ocieplić mur pruski »


Mur pruski oraz jego odmiana, zwana murem szachulcowym, to piękne ceglane (...) czytaj dalej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Niczuk Metall Niczuk Metall
Warto współpracować z najlepszymi! Niczuk Metall jest firmą z tradycjami opartą wyłącznie na polskim kapitale . Doświadczenie,...
Zamów bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę
2/2017

Aktualny numer:

Izolacje 2/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Jak prawidłowo wykonać okap
  • - Sposoby naprawy tynków
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.