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​保温材料的保温原理是什么?

发布时间:2020-09-23

​地暖系统需要铺设保温材料是习以为常的事情,那么保温材料之所以“保温”的原理是什么呢?

市场中的保温材料可以分为有机保温材料(EPS板、XPS板、发泡聚氨酯板等)和无机保温材料(玻璃棉、珍珠岩板、发泡水泥、发泡陶瓷等)。

现在,我们越来越注意到保温材料对于建筑节能的重要性,尤其是房屋的围护结构。我们日常生活中,无论是空调的制冷量,还是地暖的热量,其效率与能耗的高低,都与建筑的保温节能性有密切关系。

《辐射供暖供冷技术规程》中,对于铺设地板的地暖系统中,向上与向下的热量比到达了3:1,所以,我们需要在地暖的末端铺设保温板来减少向下的热量散失。

讲到保温板,必定绕不开一个参数,那就是「导热系数」。

导热系数是衡量材料保温效果的重要指标,单位为 W /(m·K),即在传热稳定的情况下,1m厚的保温材料,在T1和T2两侧温差为1度(k)时,在1秒钟(s)内,通过1平方的面积所以传递的热量(W)。

生活中常见材质的导热系数:

材料 软钢 不锈钢 木材 空气
λ/W/(m·K) 415  380 45 19 0.17 0.6 0.026

一般来说,气体的导热系数在0.006~0.6 W /(m·K),液体的导热系数在0.07~0.7 W /(m·K),金属的导热性较好在6~470 W /(m·K)区间内,但是这些导热系数的数值并不是完全固定的。

在极端高温的状态下,一些气体的导热系数会升高,而金属的导热系数反而会降低。不过,对于我们的地暖环境来说,室内温度通常不超过30度,供水温度一般也不会大于60度,因此,并不受到影响。

根据常见材质的导热系数可以看出,空气的导热系数最低,只有0.026W /(m·K),因此,保温材料的原理基本都是依靠“空气隔热”。

地暖市场中常见的保温材料为EPS泡沫板和XPS挤塑板,这两种材料的原料均为聚苯乙烯颗粒,只是生产工艺不同。

EPS的生产是PS颗粒通过高温水蒸汽预发、熟化、成型、陈化、切割而成,生产流程相对简单。XPS则由PS颗粒和助剂混炼熔融后,与发泡剂混合,在模具处挤塑成型。

这两种保温材料的板体内部具有大量泡孔结构,不同在于,EPS为颗粒状的球体结构,一般来说,其密度越大,颗粒的直径越小。而XPS为数以万计的微型蜂窝状的闭孔结构,每个闭孔结构内部都充满了空气。

材料 \ 参数 密度 Kg/m³ 抗压 KPA 导热 W/m·k 吸水率 
EPS 20-30 100-150 0.04 4%
XPS 30-40 150-300 0.03 1%
发泡水泥 350-450 400-700 0.08 10%

因此,在相同密度的情况下,XPS的导热系数要比大部分保温材料低。因此,不仅在采暖中,我们日常中遇到与保温相关的产品时,其材料的导热系数可以作为重要的参考依据。



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