Коэффициент теплопроводности поликарбоната сотового и монолитного

Разновидности поликарбоната

Применяемый в строительстве поликарбонат может использоваться в виде кровельного и перегородочного материала. Его разделяют на две основные разновидности:

• сотовый;
• монолитный.

Сотовый поликарбонат применяется во всех областях строительства. Это покрытие крыш, специальное дизайнерское применение, обустройство лестниц, строительство теплиц и т.д. Сотовый поликарбонат изготовляется методом накладывания двух листов друг на друга и созданием меду ними специальных ребер жесткости. Именно от такого строения получаются соты – основа названия вида. Размеры таких полостей могут быть разными.

Как известно из физики, у воздуха очень маленькая теплопроводность. Это свойство значительно снижает коэффициент теплопроводности сотового поликарбоната – до 0,2 Вт/мК. По этой причине он очень хорошо демонстрирует себя в области строительства тепличных комплексов, зданий со специальным микроклиматом и при этом не уменьшает освещение помещения.

Монолитный поликарбонат изготавливается в виде плотных цельных листов. Еще его называют литым. Благодаря современной полимерной промышленности листам из монолитного поликарбоната можно добавлять самые разнообразные свойства. В приоритете применение его вместо стекла, так как теплопроводность у поликарбоната значительно ниже. Осталось дело за малым – добиться такой же прозрачности. Также сейчас ученые стараются значительно снизить теплопроводность поликарбоната без нанесения вреда прозрачности. Но это все еще находится на стадии экспериментов.

Сравнение коэффициентов теплопроводности стекла и сплошного поликарбоната при одинарном остеклении

Толщина, ммК, Вт/м²КМонолитный лист
поликарбонатаСтекло

4.0	5.33	5.82
5.0	5.21	5.80
6.0	5.09	5.77
8.0	4.84	5.71
9.5	4.69	5.68
12.0	4.35	5.58
При использовании поликарбоната для остекления можно достичь значительной экономии расходов на отопление. Даже при одинарном остеклении замена стекла на поликарбонат позволяет сэкономить расходы на отопление до 20%.

Теплопроводность различных видов поликарбоната

Схема крепления поликарбоната на опоры.

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.

Удельный вес поликарбоната.

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.

Понятие теплопроводности

У многих возникает вопрос, что подразумевается под понятием теплопроводность. Данное свойство подразумевает передачу тепла (энергии) от одного тела к другому. Короче говоря, насколько хорошо и как долго тот или иной материал удерживает (сохраняет) тепло. Это физическое свойство напрямую зависит от толщины и структуры листа. Вычисление производится по формуле, где основными показателями выступают:

• плотность вещества;
• коэффициент теплопроводности;
• вектор и количество тепла направленное на поверхность.

Следует заметить, чем меньше коэффициент теплопроводности поликарбоната, тем лучше он сохраняет тепло. Для сотового полимера эта цифра равна примерно 0,026 Вт/Мкх. Для сравнения приведем несколько цифр этого свойства характерных для других веществ:

• стекло — 1,15 Вт/Мкх;
• вода — 0,56 Вт/мкх;
• полиэтилен — 0,3 Вт/Мкх.

Проблема потери тепла теплицей из поликарбоната — что могло произойти

И не важно, дачный парник или же  задача будет всего лишь одна — максимально уменьшить тепловые потери, ведь это тепло -Ваши деньги

Первая и самая распространенная причина возникновения подобной проблемы — повреждение поликарбоната. Иногда для такого эффекта достаточно нескольких трещин, пусть и малозаметных вам. Со временем они будут только разрастаться из-за температурных перепадов, соответственно, качество обслуживания под куполом — падать. Ваша задача в данном случае — обследовать теплицу и ликвидировать малейшие повреждения обшивки. Избежать данного явления можно, проводя раз в полгода профилактику парника.  Аналогичные проблемы могут быть и со стеклянными теплицами: недостаточная изоляция углов, трещины, повреждение балок – все это приводит к потере тепла и довольно ощутимой как для температурного режима, поддерживаемого системой инфракрасного обогрева.

Варианты устранения проблем

Еще один распространенный вариант – проблемы с фундаментом. Вполне возможно, что под вашей теплицей ранее было обычное деревянное основание, и вот его срок службы истек. Сам владелец парника по прошествии 5-ти лет (столько и служит подобная конструкция) о данном нюансе вполне мог позабыть, а между тем он был важен. Что нужно делать в таком случае? Если у вас нет претензий к состоянию купола, вскройте фундамент. Заменить его в этот период вы не можете. Но конструкцию можно немного утеплить. Это поможет дожить до конца сезона. После данного срока конструкцию придется разобрать, а сам фундамент – заменить. Желательно на бетонный или деревянный аналог.

Третьим возможным вариантом может быть понижение температуры в связи с ухудшением погодных условий. Бесснежные зимы с серьезными морозами, нетипичные для вашей климатической зоны, могут приводить к подобным последствиям. Как стоит поступить в таком случае? Если вы обнаружили, что проблема кроется в погодных явлениях, рекомендуется провести мероприятия по утеплению парника. Для этого достаточно перекрыть имеющийся купол дополнительным слоем поликарбоната. Материал не нужно брать толще 8-м мм. Это стандартный вариант поликарбоната тепличного. Если же вы захотите взять более плотный аналог, вероятно, придется укреплять конструкцию, а это не всегда удобно.

Какой бы ни была причина, по которой ваш парник быстро теряет тепло, в любом случае работу нужно сконцентрировать на обследовании теплицы и замене ее неисправных частей. Категорически не рекомендуется в данном случае менять температурный режим отопления. Поскольку это может привести к иссушиванию почвы или перегреву корней. Устранить же проблему подобные мероприятия не смогут. А вот ущерб от них даст о себе знать уже очень скоро.

О том, какие бывают смотрите  далее видео:

Светопрозрачность листов поликарбоната

Способность пропускать свет является одним из основных критериев оценки материала, используемого для остекления жилых зданий. Данный оптический параметр указывает на процент света, который проходит снаружи вовнутрь. Остальная часть света поглощается и рассеивается структурой изделия.

Светопрозрачность изделий составляет:

•  У силикатного стекла солнечные лучи проходят на 88-93%.

•  У поликарбонатных листов – от 50 до 82%, в зависимости от толщины.

Можно купить прозрачный поликарбонат как стекло с коэффициентом светопрозрачности 92-96%. Однако такой материал имеет высокую цену и встречается в продаже реже.

Таким образом, поликарбонат не обеспечивает достаточную прозрачность. Это ограничивает область применения изделия в жилом строительстве. Полимерные листы в меньшей мере подходят для установки в оконных проемах. В таких случаях лучше применять стекло.

Теплопроводность поликарбоната

Под теплопроводностью подразумевается показатель способности частиц вещества передавать тепловую энергию с одного места в другое. При выборе строительных материалов теплопроводность играет очень большую роль. По этой причине ее измеряют и сопоставляют с другими конкурирующими образцами.

Расчет теплопроводности проводится методом эксперимента – снимается количество тепла, которое передалось материалом толщиной в 1 м за единицу времени (как правило – в секундах). Как известно, данный показатель полностью зависит от особенностей и свойств самого материала. В конкретном случае это два разных вида поликарбоната.

Теплопроводность монолитного поликарбоната имеет не слишком высокие значения. Они достигают 20% и в некоторых случаях бывают выше. Это не очень высоко, ведь у стекла он такой же, а полиэтилен имеет значение в 30%. Значительно ниже теплопроводность сотового поликарбоната. Данное свойство, как уже говорилось, достигается за счет своеобразной воздушной подушки, в которой циркулирует тепло и не позволяет разграниченным средам взаимодействовать напрямую. Этот показатель очень важен в холодные времена года.

Способность поликарбоната сохранять тепло

Теплопроводность монолитного и сотового поликарбоната, как уже отмечалось, зависит от самого вещества, из которого изготовлены листы. Этот показатель важен при выборе и закупке данной строительной продукции, так как важно заранее точно посчитать потерю тепла и затраты на обогрев того или иного помещения. Монолитный поликарбонат обладает более низким показателем теплопроводности, нежели сотовый, несмотря на это он сохраняет тепло на 25 % лучше, чем стекло и на 30 % лучше полиэтилена. Сотовый благодаря свой структуре (заполненные воздухом соты) сохраняет наибольшее количество тепловой энергии. Благодаря этому он широко применяется для обшивки теплиц и парников. Распространенной практикой является установка сотового поликарбоната в виде теплоизоляции.

На заметку: Благодаря своим свойствам и структуре в зимнее время года материал сохраняет большое количество тепла, так как воздух, который находится в сотах довольно плохой проводник тепловой энергии.

Температурное удлинение (расширение) поликарбоната

Стекло характеризуется отсутствием линейного удлинения при нагревании и эксплуатации на морозе. Это обеспечивает стабильную форму конструкции в раме после установки.

Поликарбонат склонен при нагревании удлиняться. Поэтому при монтаже такого материала предусматривают увеличенные отверстия и зазоры между плитами. Также производят монтаж дополнительных профилей. Такие элементы нужны для компенсации удлинения.

Общие характеристики материала

К общим техническим свойствам обоих видов поликарбоната относятся параметры:

• плотности — от 1,2 г/см (ISO 1183);
• светопроницаемости (на прозрачном образце) — от 86 % (DIN 5036);
• ударной вязкости (на надрезанном образце) —  от 10 кДж/м (ISO 179);
• прочности на разрыв — от 60 Мпа (ISO 527);
• упругости при растяжении — от 2000 МПа (ISO 527);
• относительного удлинения — от 80 % (ISO 527):
• температуры размягчения — от 145°С  (ISO 306);
• температуры разложения — от 280°С;
• максимальной кратковременной температуры — от 130°С;
• максимальной долговременной температуры — от 115°С.

Основные преимущества и применение монолитного поликарбоната

Резка

В большинстве случаев используется дисковая пила ДАЧ прямых разрезов и ленточная пила или фреза для резки по кривой линии. Возможна лазерная резка. Ручная пила для резки не рекомендуется. Для резки с помощью высокоскоростных циркулярных пил, рекомендуемая скорость вращения диска — 4000 об./мин. Для обработки необходимо использовать диски диаметром 250 мм, и изготовленные из быстрорежущей стали или армированные твердым сплавом.

Сверление

Сверление производителя при помощи стационарного или мобильного сверлильного станка с использованием специальных сверл для легких металлов из быстрорежущей стали повышенной производительности. Необходимо следить, за гладкостью краев просверленного отверстия во избежание образования трещин. В случае глубокого сверления рекомендуется часто поднимать сверло с целью извлечения стружки и ограничения нагрева материала.

Фрезирование

При Фрезировании наилучшие результаты достигаются применением машин с фрезами небольшого диаметра и высокой скоростью вращения. Скорость вращения зависит от диаметра и количества канавок, при этом целесообразно применять охлаждение струёй воздуха. Необходимо предусмотреть удаление стружки. Фрезерование позволяет произвести следующие операции:

• разрез;
• фрезерование выемок;
• гравировка;
• выравнивание кромки.

Обработка поверхности

Срезанные края и матовую поверхность можно качественно отполировать с помощью полировального круга и полировочной пасты. Очистка поверхности материала производится теплой водой с применением мягкого моющего средства, не содержащего растворителей. Использование абразивных веществ не допускается.

Формование

Перед формованием лист необходимо просушить во избежание образования пузырей.

Как правило, при большом содержании влаги достаточно 24 часов сушки.

Охлаждение отформованных изделии производится равномерно и не слишком быстро во избежание внутренних напряжении изделия. Изделие необходимо оставить на матрице до его охлаждения до температуры 60-70С.

Отформованные изделия перед их взаимодействием с растворителями, краской, липкой лентой должны быть подвергнуты термическому кондиционированию с целью снижения напряжений.

Следует избегать перегрева и переохлаждения изделия и формы, большой скорости растяжения, превышения давления воздуха, соприкосновения формуемого листа с формой перед формованием при высокой температуре.

Ударная прочность

Ударная прочность литого поликарбоната позволяет его использовать для:

• защитных ограждений и навесов;
• в дорожном и другом строительстве;
• для остановок транспорта;
• для рекламных щитов;
• в шлемах и щитках пожарников, военных, полицейских, гонщиков, хоккеистов, станочников.

Механическая прочность

Монолитный поликарбонат обладает устойчивостью к ударным нагрузкам. Он более пластичен, за счет чего при прогибе не разрушается. Подобный нюанс делает полимерный материал хорошим выбором для обустройства конструкций криволинейного типа с изогнутым каркасам. Поликарбонат лучше стекла подойдет для теплиц и парников.

За счет того, что пластик прочнее, он также востребован для организации козырьков над входными дверями или навесов, окон в крыше.

Стекло при небольшом искривлении разрушается. По этой причине стандартные листы кварцевого стекла устанавливаются только в плоских конструкциях – окнах, дверях.

Безопасность применения поликарбоната

Оба материала являются твердыми и хрупкими. При разрушении кварцевого стекла, оно рассыпается на многочисленные осколки. Их острые грани способны травмировать человека.

Поликарбонат при повреждении не рассыпается на мелкие фрагменты. При сильных ударах он образует трещины. Даже если некоторые элементы отламываются от панели, то их грани не являются слишком острыми. Они, в большинстве случаев, не могут нанести человеку травму. По этой причине, использовать поликарбонат вместо стекла более безопасно.

Где применяется перфолента

Перфорированная лента для поликарбоната применяется, когда производится сборка каких-либо подвесных конструкций, например, воздуховода. Подобные перфорированные полоски используются при монтаже теплого пола. Ими крепятся кабель, которым нагревается пол.

При сооружении конструкций из поликарбонатных листов, перфополоски являются вспомогательным элементом, с помощью которого увеличивают прочность у закрепительного узла. Перфолента с успехом используется при монтаже стропильных систем. Эффективно ее используют при вертикальных остеклениях. Лента прикрепляется к поверхности листа и сверху закрывается профилем.

При строительстве какого-либо подобия арки, перфолентой нужно закрывать листы поликарбоната с двух концов.

Стойкость к температурам

Стекло относится к пожаробезопасным материалам. Оно не способно самовоспламеняться не поддерживает горение, не плавится при воздействии открытого огня. Это также является причиной, по которой такое изделие используется в жилом домостроении.

При нагреве поликарбоната, его кристаллическая структура склонна деформироваться. Сам материал начинает плавиться и терять форму. Также, при повышении граничных температур, полимер способен воспламеняться и хорошо гореть. При таком процессе выделяются токсичные вещества и дым. Поэтому полимер не может быть равноценной заменой кварцу.

Для приведения поликарбоната к нормам пожарной безопасности, в исходное сырье вводят антипирены и другие противопожарные добавки. Однако они не могут полностью защитить пластик от горения. Поэтому данный материал не рекомендуется устанавливать в качестве остекления, а также использовать на объектах, где температура окружающей среды может подниматься выше граничной.

Граничные температуры эксплуатации поликарбоната:

•  до появления пластической деформации структуры – от 130 градусов;

•  до плавления полимера – от 280;

•  при достижении отметки в 500 градусов нагрева, поликарбонат может воспламеняться.

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.

Расчеты

От способности материала проводить тепло зависит его пригодность к использованию в тех или иных проектах или условиях эксплуатации. Поэтому все компании-изготовители пластиковых кровельных панелей хотят сделать информацию о характеристиках своего товара доступной покупателю.

Обычно эти показатели определяются эмпирически, неоднократно проверяются и приводятся на этикетке товара. Если таковой не найти, можно обратиться к продавцу магазина. Указывая итоговый показатель пропуска тепла для выбранных панелей, производители дают возможность вычислить потерю тепла для каждого отдельно взятого объекта. Для этого существует специальная формула: Тп = ПП x К x Рт, где:

• ПП – площадь, которую планируется укрыть поликарбонатными панелями (кв. м);
• К – указанный на бирке или названный консультантом коэффициент теплопроводности поликарбоната (Вт/МхК);
• Рт – разница между температурой атмосферы и температурой в выбранном помещении (измеряется в градусах по Цельсию).

Перед началом монтажа сотового поликарбоната нужно провести предварительные
расчёты, чтобы в итоге добиться желаемого результата

При выборе поликарбоната стоит помнить, что чем меньше коэффициент выпускаемого материалом тепла, тем лучше он удержит тепло в помещении.

Термическое расширение

Нельзя обойти стороной еще одно важное свойство рассматриваемого материала — термическое расширение. Как мы знаем, многие вещества под действием высоких или низких температур соответственно расширяются и сжимаются. Поликарбонат не является исключением и обладает таким же свойством. Поэтому при монтаже обязательно нужно учитывать коэффициент теплового расширения поликарбоната как сотового, так и монолитного. Этот показатель высчитывается довольно просто. Для этого применяется несложная формула:

L = G x T x Kr,

где G — размеры стандартного листа, Т — амплитуда температур, Кr — коэффициент расширения, который равен 0,065 мм /С.

Если провести несложные вычисления, то 1м полимера при амплитуде температур от −40 до +40 ℃ (80градусов ℃) будет расширяться и сжиматься в пределах 5,2 мм.

L = 1×80×0,065 = 5,2 мм.

Устанавливая обшивку нужно обязательно учитывать показатели термического расширения. Для этого на стыках используется специальный профиль, в котором при монтаже оставляется необходимый зазор для уширения листа. Точечный крепеж производится таким образом, чтобы диаметр отверстий был немного больше толщины шурупов. Шурупы используйте в сочетании с термошайбами.

Важная деталь: Следует также помнить, что данные показатели и расчеты подходят для определенных видов материала. Листы темных цветов поглощают большее количество солнечных лучей, поэтому и степень их расширения на 20 −30% в жаркое время года будет выше.

Особенности структурного строения панелей поликарбоната

Само по себе вещество не может гарантировать тех свойств, благодаря которым поликарбонат находит свое место в разнообразных типах прозрачной кровли, отделке наружных стен и в целом остеклении. Именно поэтому со времени открытия самого соединения полимерного эфира и угольный кислоты в 1898 году и возможности его использования в производстве прошло более 70 лет. Только в 1976 году израильскими разработчиками был создан первый в мире лист сотового поликарбоната. Только тогда началось масштабное потребление структурированного поликарбонатного материала.

Различают сотовый и монолитный поликарбонат. Оба они обладают хорошей тепла и звукоизоляцией, обусловленной природными свойствами вещества. Однако только сотовый вариант может похвастаться уникальной способностью в несколько раз лучше удерживать тепло, сохраняя необходимый микроклимат в помещении и одновременно уменьшать уровень шума на 36 дБ.

Самое главное отличие сотового поликарбоната – его гранулированная основа, представляющая собой два или более пустотелых листа с воздушной прослойкой и перемычками, называемыми ребрами жесткости

Обратите внимание на фото, строение напоминает пчелиные соты. Монолитная же панель – просто сплошной слой поликарбоната по типу стекла, но с улучшенными свойствами сохранения тепла и повышенной прочностью

Видео «Выбор толщины и плотности поликарбоната»

Из этого видео вы узнаете, как правильно выбрать толщину и плотность поликарбоната.

Дополнительные покрытия

Поликарбонат может использоваться совместно с дополнительными покрытиями. Они придают ему значительно лучшие свойства:

• регулирование температуры;
• повышенная прочность поверхности;
• стойкость к высоким и низким температурам;
• повышение пропускной способности света.

Но все это не сильно радует, если взглянуть на их стоимость. Поэтому химики и инженеры работают над созданием действительно доступных примесей в поликарбонат, чтобы он имел эти свойства изначально. Это даст возможность удешевить сам материал и значительно повысить его качества, в том числе снизить коэффициент теплоотдачи.

Лучшие виды полимеров по показателям теплопроводности

Сотовый поликарбонат, безусловно, является лидером по показателям теплопроводности. Кроме слабой способности выпускать тепло, которая ниже, чем у монолитной панели (коэффициент 0,026 Вт/МхК против 0,2 Вт/МхК), он обладает и другими полезными свойствами, которые делают его более выгодным для кровли.

Где применяется перфорированная лента

Основная сфера применения перфорированной ленты – заделка торцов в конструкциях из сотового поликарбоната, таких как теплицы или навесы. Причем она используется в тех местах, где есть высокая вероятность появления и накапливания конденсата – в нижней части арки или стены, к примеру. В остальных случаях предпочтительнее применять герметизирующую ленту.

Защита материала от пыли, насекомых, грязи

Помимо этого, ленту используют при заделке швов и соединений в системах вентиляции, в креплении кабелей теплого пола и системах теплоизоляции. В последнем случае с помощью перфорированной ленты можно без проблем соединять отдельные листы и элементы пароизоляционного слоя.