В течение последних нескольких лет на рынке строительных материалов практически ежегодно появляются различные новинки. В ряде таковых можно считать и поликарбонат, используемый уже давно в отделочных работах и при оформлении дизайнерских проектов. Такую популярность поликарбонат заслужил по праву за счет необыкновенного практичного набора физических свойств. Например, ни один из строительных материалов не обладает теплопроводностью поликарбоната. Именно об этом свойстве и следует поговорить подробнее.
Виды поликарбоната
У поликарбоната, применяемого в строительстве, принято выделять два основных вида в зависимости от структуры строения его полотна: монолитный и сотовый.
Монолитный поликарбонат представляет собой плотные листы, его еще можно называть литым. Листы пластика нового поколения значительно отличаются по толщине и некоторым физическим свойствам, в том числе ударопрочности, теплопроводности. Основное использование монолитного поликарбоната — более выгодная и практичная альтернатива стеклянному полотну. Дело осталось за малым: нужно добиться такой же кристальной прозрачности пластика, как у стекла.
Сотовый поликарбонат используется повсеместно. Это и оформление дизайнерских проектов фасадов зданий, покрытие крыш легких строений и обустройство теплиц, и многое другое. Сотовый поликарбонат сильно отличается по строению от монолитных листов. В первую очередь стоит отметить, что он сформирован из двух листов, наложенных друг на друга и объединенных ребрами жесткости, которые образуют полые каналы — «соты». Каналы могут иметь различную величину. Благодаря таким сотам этот материал приобретает множество преимуществ, в том числе и способность к хорошей теплопередаче. Именно поэтому сотовый поликарбонат используется для проектирования комфортных теплиц с благоприятным микроклиматом и достаточной освещенностью, может служить полноценной стеной для малоэтажного строения.
Теплопроводность поликарбоната
Теплопроводность, как физическое свойство, подразумевает под собой некую способность передачи тепловой энергии атомами от одного тела, имеющего больше этой энергии, другому телу, соответственно, меньше наполненному этой энергией. Теплопроводность имеет решающее значение при выборе строительных и отделочных материалов, поэтому подвергается измерению и сопоставлению с конкурентными образцами. Измерить ее можно, вычислив объемы тепла, которые способен провести через себя исследуемый материал толщиной в 1 м, за единицу времени (в секундах). С точки зрения физики каждый материал в такой системе или зависимости будет стремиться к достижению общего равновесия в тепловом отношении, а именно к выравниванию баланса теплоты.
Лучше всего отразить теплопроводность в виде формулы можно при помощи физического закона Фурье. В письменной форме он будет выглядеть так: в определенном режиме плотность энергетического потока будет передаваться за счет способности к теплопроводности пропорционально градиенту температуры. Формула закона Фурье выглядит так:
q= — λ grad (T)
- где q является вектором плотности потока тепла и количественно выражает объем тепловой энергии, способный пройти через единицу площади исследуемого материала за единицу времени в направлении, перпендикулярном к каждой из осей;
- λ — характеризует собственно коэффициент теплопроводности;
- Т — обозначает температуру, при которой происходит передача тепловой энергии. При этом отрицательное значение правой части формулы означает противоположное направление вектора grad T. Совокупность такого выражения и отражает суть закона теплопроводности Фурье.
Теплопроводность различных видов поликарбоната
Теплопроводность, как уже было отмечено, в значительной степени зависит от состава исследуемого материала. В данном случае рассматриваются свойства теплопередачи поликарбоната. учет теплопроводности очень важен при использовании поликарбоната в качестве строительного материала, ведь от него на прямую будет зависеть экономичность проекта в период эксплуатации. Коэффициент теплопроводности позволит определить реальные объемы потерь тепла через поликарбонатные насаждения. Известно, что показатели теплопередачи монолитного поликарбоната превышают на 20% аналогичные показатели для листового стекла и на 30% для полиэтиленовой пленки.
Несмотря на хорошую теплопроводность, монолитный поликарбонат обладает прекрасными противопожарными качествами, гарантируемыми трудновоспламеняемостью материала.
Еще более внушительными показателями теплопроводности обладает сотовый поликарбонат. Ячейки в толще листа такого поликарбоната заполнены воздухом, который постоянно циркулирует и согревается. Отсюда следует, что в сотах образуется подобие воздушной подушки, наполненной постоянно конденсирующимися теплыми парами. Воздух, в свою очередь, является очень плохим проводником для тепла. Логично предположить, что заграждения из сотового поликарбоната будут иметь низкий коэффициент теплопроводности, поскольку наполнены воздухом, и будут служить наилучшим теплоизолятором. Такой эффект позволяет максимально снизить расходы на топливо и отопление помещения в целом, значительно сократить проникновение холодных потоков воздуха внутрь комнат.
Согласно закону теплопроводности можно наблюдать такую зависимость, при которой с уменьшением значения коэффициента теплопроводности увеличивается значение положительной температуры внутри помещения, что особенно важно в зимние месяцы. Все эти преимущества дополняются немаловажной легкостью конструкций сотового поликарбоната. Полезно знать, что лист сотового поликарбоната даже при оказании на него некоторых нагрузок может использоваться при температуре окружающей среды до — 40°С зимой и до + 120°С летом. К тому же, уже сейчас создан ряд смесей, которые применяются при необходимости для обработки внешней поверхности сотового поликарбоната, что на порядок понижает коэффициент теплопроводности.
Это значит, что в летние жаркие дни излишняя тепловая энергия не сможет проникнуть внутрь помещения или конструкции теплицы и созданная внутри прохлада останется, а холодными зимами накопленное тепло не будет потеряно через поликарбонатные заграждения и морозный воздух не проникнет внутрь помещения.
Вид поликарбоната с наилучшими теплопроводными свойствами
Можно подвести итоги вышеуказанного материала и определить вид поликарбоната с наилучшими теплопроводными свойствами. Как стало ясно, наилучшую теплопроводность определяет наименьший коэффициент теплопроводности. Из используемых строительных материалов на данный момент самым большим количеством преимуществ обладает сотовый поликарбонат, в их число входит и низкий коэффициент теплопроводности. Это утверждение легко можно проиллюстрировать, приведя сравнительную характеристику теплопроводности некоторых материалов и жидкостей в цифрах: снег — 1,5 Вт/мхК, лед — 2,25 Вт/мхК, вода — 0,56 Вт/мхК, воздух — 0,026 Вт/мхК, стекло — 1,15Вт/мхК. Коэффициент теплопроводности сотового поликарбоната — около 0,2 Вт/мхК, для полиэтиленовой пленки это значение равно 0,30 Вт/мхК.
Стоит сразу отметить, что эти значения измерены и получены для каждого из материалов при одинаковой толщине слоя, если же привести их к реально используемым размерам (например, сопоставить толщину пленки и поликарбоната), то можно увидеть явное превосходство некоторых.
Тогда сотовый поликарбонат превзойдет полиэтилен минимум в двенадцать раз.
Определение теплопроводности поликарбоната на практике
Теплопроводность является одним из наиболее важных качеств поликарбоната как материала, используемого для строительства. Исходя из этого каждому производителю подобного продукта выгодно, чтобы потребитель смог быстро и удобно найти нужную ему информацию о таком качестве. Как правило, вся информация получена опытным путем, проверена и подробно указана на этикетке или бирке, в крайнем случае с вопросами по разъяснению можно обратиться к продавцу-консультанту магазина строительных материалов. Полезным для каждого может быть вычисление теплопотерь с использованием указанного коэффициента теплопроводности по формуле:
Тп = ПП * К * Рт
- где Тп — искомая величина теплопотерь;
- ПП — площадь поверхности, покрытой поликарбонатом, м²;
- К — коэффициент теплопроводности поликарбоната, Вт/мхК;
- Рт — разность температур окружающей среды и созданного микроклимата, например теплицы,°С.
Монолитный пластиковый лист может гарантировать теплопроводность на уровне 0,21 Вт/м². В свою очередь, по многим другим показателям он значительно превосходит указанных конкурентов. Снижение потерь тепла напрямую означает финансовую экономию в связи с сокращением затрат на отопление помещения. Важным аспектом при использовании в строительных проектах монолитного поликарбоната как заградительной конструкции является и коэффициент сопротивления теплопередаче остекления, зависящий от толщины и вида материала.
