ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان
امروزه بسیاری از صاحبان ساختمانها به دنبال راهکارهای مناسب برای کاهش اتلاف انرژی هستند. یکی از مهمترین شاخصهای انتخاب عایق مناسب، ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان است که نقش اساسی در کارایی عایقکاری دارد. هرچه این ضریب کمتر باشد، مقاومت حرارتی بیشتر و در نتیجه کارایی عایق بالاتر خواهد بود.
شما با انتخاب فوم پاششی پلی یورتان میتوانید به میزان قابل توجهی مصرف انرژی را کاهش دهید. این نوع عایق با داشتن ضریب انتقال حرارت پایین، از عبور گرما از دیوارها، سقفها و کف ساختمان جلوگیری میکند. از همین رو بررسی دقیق ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با و تأثیر آن بر کارایی عایقکاری را انجام خواهیم داد.
تعریف ضریب انتقال حرارت در عایقکاری حرارتی
ضریب انتقال حرارت یا همان ضریب هدایت حرارتی (Lambda یا K-Value) معیاری برای سنجش توانایی یک ماده در هدایت گرما است. این ضریب نشان میدهد که چه مقدار گرما از یک متر مربع ماده با ضخامت یک متر و با اختلاف دمای یک درجه سانتیگراد بین دو سطح، در مدت یک ساعت عبور میکند. واحد اندازهگیری این ضریب معمولاً وات بر متر کلوین (W/m.K) است.
در عایقکاری حرارتی، ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با اهمیت ویژهای دارد. هرچه این ضریب کمتر باشد، ماده عایقکاری خاصیت عایقی بهتری خواهد داشت. به عبارت دیگر، مواد با ضریب انتقال حرارت پایینتر، مقاومت بیشتری در برابر عبور گرما از خود نشان میدهند و به همین دلیل، فوم پاششی پلی یورتان با ضریب انتقال حرارت بسیار پایین، یکی از بهترین گزینههای موجود برای عایقکاری حرارتی ساختمانها به شمار میرود.
چه عواملی بر ضریب انتقال حرارت فوم پلی یورتان تأثیر میگذارند؟
ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با تحت تأثیر عوامل متعددی قرار میگیرد. این عوامل میتوانند کارایی عایق را به طور قابل توجهی افزایش یا کاهش دهند. شناخت این عوامل به ما کمک میکند تا در شرایط مختلف، بهترین عملکرد را از فوم پلی یورتان انتظار داشته باشیم. بر همین اساس پنج عامل اصلی که بر ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان تأثیرگذار هستند را بررسی خواهیم کرد:
۱. چگالی فوم
چگالی فوم پاششی پلی یورتان یکی از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر ضریب انتقال حرارت آن است. فوم پاششی با دارای ساختار سلولی بسته و متراکمی است که مقاومت حرارتی بالایی ایجاد میکند. با افزایش چگالی، حبابهای هوای محبوس در فوم کوچکتر شده و تعداد آنها افزایش مییابد. این ساختار متراکم باعث میشود انتقال حرارت از طریق هدایت و همرفت به حداقل برسد. آزمایشها نشان دادهاند که فوم پلی یورتان ضریب انتقال حرارتی در حدود ۰.۰۲۲ تا ۰.۰۲۸ وات بر متر کلوین دارد که آن را به یکی از کارآمدترین مواد عایق تبدیل میکند.
۲. ساختار سلولی
ساختار سلولی فوم پاششی پلی یورتان نقش کلیدی در تعیین ضریب انتقال حرارت آن دارد. فومهای پلی یورتان به دو دسته سلول باز و سلول بسته تقسیم میشوند. در فومهای سلول بسته، حبابهای هوا کاملاً توسط دیوارههای پلیمری احاطه شدهاند و ارتباطی با یکدیگر ندارند. این ویژگی باعث میشود که انتقال حرارت از طریق جابجایی هوا به حداقل برسد. فوم پاششی پلی یورتان معمولاً دارای ساختار سلول بسته است که ضریب انتقال حرارت آن را به طور قابل توجهی کاهش میدهد. آزمایشها نشان میدهد که فومهای سلول بسته تا ۵۰ درصد عملکرد عایقی بهتری نسبت به فومهای سلول باز دارند.
۳. گاز محبوس
نوع گاز محبوس در سلولهای فوم پاششی پلی یورتان تأثیر مستقیمی بر ضریب انتقال حرارت آن دارد. در فرآیند تولید فوم پلی یورتان، گازهای عایق مانند هیدروفلوئوروکربنها یا هیدروکربنها در سلولهای بسته محبوس میشوند. این گازها ضریب هدایت حرارتی بسیار پایینتری نسبت به هوا دارند. با گذشت زمان، ممکن است بخشی از این گازها از فوم خارج شده و با هوا جایگزین شوند که میتواند ضریب انتقال حرارت را تا حدودی افزایش دهد. استفاده از گازهای با ضریب هدایت حرارتی پایینتر در تولید فوم پاششی پلی یورتان، میتواند عملکرد عایقی آن را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.
۴. دما و رطوبت محیط
دما و رطوبت محیط از عوامل خارجی مؤثر بر ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با هستند. با افزایش دما، ضریب انتقال حرارت فوم نیز افزایش مییابد، اما این افزایش در مقایسه با سایر مواد عایق بسیار کمتر است. همچنین، رطوبت بالا میتواند باعث جذب آب توسط فوم شود که این امر ضریب انتقال حرارت را افزایش میدهد. فوم پلی یورتان سلول بسته با مقاومت بسیار خوبی در برابر نفوذ رطوبت دارد و به همین دلیل، عملکرد عایقی خود را حتی در محیطهای مرطوب حفظ میکند. آزمایشها نشان میدهد که این فومها کمتر از ۵ درصد آب جذب میکنند.
۵. روش اجرا و کیفیت نصب
روش اجرا و کیفیت نصب فوم پاششی پلی یورتان تأثیر قابل توجهی بر ضریب انتقال حرارت نهایی آن دارد. اجرای نادرست میتواند منجر به ایجاد حفرهها، ترکها یا نقاط ضعف در لایه عایق شود که همگی باعث افزایش ضریب انتقال حرارت و کاهش کارایی عایق میشوند. فوم پاششی پلی یورتان با باید توسط متخصصان با تجهیزات مناسب اجرا شود تا ضخامت یکنواخت و پوشش کامل تأمین گردد. مطالعات نشان میدهد که اجرای صحیح میتواند تا ۲۰ درصد کارایی عایق را افزایش دهد. همچنین، دمای سطح زیرکار و شرایط محیطی در زمان اجرا نیز باید در محدوده مناسب باشد تا واکنش شیمیایی تشکیل فوم به درستی انجام شود.
ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان چقدر است؟
ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با یکی از پایینترین ضرایب در میان مواد عایق است. این ضریب معمولاً بین ۰.۰۲۲ تا ۰.۰۲۸ وات بر متر کلوین (W/m.K) قرار دارد که نشاندهنده خاصیت عایقی فوقالعاده این ماده است. به عنوان مقایسه، ضریب انتقال حرارت هوای ساکن حدود ۰.۰۲۴ وات بر متر کلوین است، اما فوم پلی یورتان به دلیل ساختار سلولی بسته و گازهای محبوس با ضریب هدایت حرارتی پایین، عملکرد بهتری دارد.
مقدار دقیق ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با به عوامل مختلفی بستگی دارد که در بخش قبلی به آنها اشاره شد. در شرایط استاندارد آزمایشگاهی، این ضریب برای فوم تازه اجرا شده حدود ۰.۰۲۲ وات بر متر کلوین است. با گذشت زمان و خروج تدریجی گازهای محبوس، این مقدار شاید به حدود ۰.۰۲۵ تا ۰.۰۲۸ وات بر متر کلوین افزایش یابد، اما همچنان در مقایسه با سایر مواد عایق، مقدار بسیار پایینی محسوب میشود.
آزمایشهای استاندارد برای اندازهگیری ضریب انتقال حرارت
اندازهگیری دقیق ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با نیازمند انجام آزمایشهای استاندارد است. این آزمایشها تحت شرایط کنترل شده و با استفاده از تجهیزات دقیق انجام میشوند تا اطمینان حاصل شود که نتایج قابل اعتماد و تکرارپذیر هستند. روشهای آزمایشگاهی مختلفی برای اندازهگیری ضریب انتقال حرارت وجود دارد که هر کدام مزایا و محدودیتهای خاص خود را دارند. در زیر لیستی از این آزمایشها را آماده کردهایم:
- آزمایش صفحه گرم محافظت شده (ASTM C177)
- آزمایش جریان حرارت (ASTM C518)
- آزمایش جعبه گرم (ASTM C1363)
- آزمایش سیم داغ (ISO 8894)
- آزمایش لوله گرم (ASTM C335)
این آزمایشها توسط آزمایشگاههای معتبر و مراکز تحقیقاتی انجام میشوند و نتایج آنها مبنای تعیین مشخصات فنی محصولات عایق است. برای اطمینان از کیفیت فوم پاششی پلی یورتان، تولیدکنندگان باید گواهینامههای مربوط به این آزمایشها را ارائه دهند. مصرفکنندگان نیز میتوانند با مطالعه این مشخصات فنی، محصولی را انتخاب کنند که بهترین عملکرد عایقی را داشته باشد.
مقایسه ضریب انتقال حرارت فوم پلی یورتان با سایر عایقها
مقایسه ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با سایر مواد عایق، دید بهتری نسبت به کارایی این ماده به ما میدهد. فوم پلی یورتان به دلیل ساختار سلولی بسته و گازهای محبوس با ضریب هدایت حرارتی پایین، یکی از بهترین عملکردها را در میان مواد عایق دارد. این ویژگی باعث میشود که با ضخامت کمتر، عایقکاری بهتری نسبت به سایر مواد ارائه دهد.
ضریب انتقال حرارت پایین فوم پاششی پلی یورتان با (حدود ۰.۰۲۲ تا ۰.۰۲۸ وات بر متر کلوین) در مقایسه با مواد عایق سنتی مانند پشم شیشه (۰.۰۳۰ تا ۰.۰۴۵)، پشم سنگ (۰.۰۳۳ تا ۰.۰۴۰) و پلی استایرن منبسط (۰.۰۳۰ تا ۰.۰۳۵) برتری قابل توجهی دارد. این تفاوت به معنای آن است که برای رسیدن به یک سطح مشخص از عایقکاری، ضخامت کمتری از فوم پلی یورتان مورد نیاز است.
است.
| نوع عایق | ضریب انتقال حرارت (W/m.K) | ضخامت مورد نیاز برای R-10 (سانتیمتر) | قیمت نسبی | طول عمر (سال) |
| فوم پاششی پلی یورتان با چگالی ۰.۵ درصد | ۰.۰۲۲-۰.۰۲۸ | ۶.۵-۸ | بالا | ۵۰+ |
| پشم شیشه | ۰.۰۳۰-۰.۰۴۵ | ۹-۱۳.۵ | متوسط | ۲۵-۳۰ |
| پشم سنگ | ۰.۰۳۳-۰.۰۴۰ | ۱۰-۱۲ | متوسط | ۳۰-۴۰ |
| پلی استایرن منبسط (EPS) | ۰.۰۳۰-۰.۰۳۵ | ۹-۱۰.۵ | پایین | ۲۰-۳۰ |
| پلی استایرن اکسترود شده (XPS) | ۰.۰۲۸-۰.۰۳۴ | ۸.۵-۱۰ | متوسط | ۳۰-۴۰ |
| سلولز | ۰.۰۳۸-۰.۰۴۰ | ۱۱.۵-۱۲ | پایین | ۲۰-۳۰ |
ضریب انتقال حرارت در شرایط واقعی ساختمان چگونه تغییر میکند؟
ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با در شرایط واقعی ساختمان شاید با مقادیر آزمایشگاهی تفاوت داشته باشد. عوامل محیطی مانند دما، رطوبت، فشار و جریان هوا میتوانند بر عملکرد عایق تأثیر بگذارند. به طور مثال، در دماهای بسیار پایین، ضریب انتقال حرارت فوم پلی یورتان کاهش مییابد و عملکرد عایقی آن بهبود مییابد. با این وجود در دماهای بالا، این ضریب افزایش مییابد.
نکته مهم دیگر، تأثیر پلهای حرارتی است که در ساختمانهای واقعی وجود دارند. پلهای حرارتی مسیرهایی هستند که گرما میتواند با سرعت بیشتری از آنها عبور کند که در این دسته میتوان به اتصالات فلزی، ستونها و تیرها اشاره کرد. فوم پاششی پلی یورتان با به دلیل قابلیت نفوذ به تمام فضاها و ایجاد پوشش یکپارچه، میتواند این پلهای حرارتی را به خوبی پوشش دهد و تأثیر آنها را کاهش دهد. این ویژگی باعث میشود که عملکرد واقعی فوم پلی یورتان در ساختمان بهتر از سایر عایقهای صفحهای یا رولی باشد.
پایداری ضریب انتقال حرارت فوم پلی یورتان در طول زمان
پایداری ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با در طول زمان یکی از مسائل مهمی است که باید مورد توجه قرار گیرد. همانطور که اشاره شد، گازهای محبوس در سلولهای بسته فوم پلی یورتان، نقش مهمی در کاهش ضریب انتقال حرارت دارند. با گذشت زمان، بخشی از این گازها ممکن است از فوم خارج شده و با هوا جایگزین شوند که این پدیده را “خروج گاز” مینامند.
خروج گاز باعث افزایش تدریجی ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با میشود. با این حال، این افزایش معمولاً در چند سال اول پس از نصب رخ میدهد و پس از آن، ضریب انتقال حرارت به یک مقدار پایدار میرسد. مطالعات طولانی مدت نشان دادهاند که ضریب انتقال حرارت فوم پلی یورتان پس از حدود ۵ سال به یک مقدار ثابت میرسد که حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد بیشتر از مقدار اولیه است، اما همچنان در مقایسه با سایر مواد عایق، مقدار بسیار پایینی محسوب میشود.
سخن پایانی
ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با یکی از پایینترین مقادیر در میان مواد عایق است که آن را به گزینهای عالی برای عایقکاری حرارتی ساختمانها تبدیل میکند. این ویژگی در کنار سایر مزایای فوم پلی یورتان مانند مقاومت در برابر رطوبت، دوام طولانی و قابلیت ایجاد پوشش یکپارچه، باعث شده است که این ماده به یکی از محبوبترین انتخابها برای عایقکاری تبدیل شود. بر همین اساس شما میتوانید همین حالا با مشاوران ما در میزبان صنعت تماس گرفته و برای اجرای حرفهای از تکنسینهای مجرب ما استفاده کنید.
سوالات متداول
ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با چقدر است؟
ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با معمولاً بین ۰.۰۲۲ تا ۰.۰۲۸ وات بر متر کلوین است. این مقدار پایین نشاندهنده خاصیت عایقی بسیار خوب این ماده است و باعث میشود با ضخامت کمتری، عایقکاری بهتری نسبت به سایر مواد داشته باشیم.
آیا ضریب انتقال حرارت فوم پلی یورتان با گذشت زمان تغییر میکند؟
بله، ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با با گذشت زمان اندکی افزایش مییابد. این افزایش به دلیل خروج تدریجی گازهای محبوس و جایگزینی آنها با هوا است. معمولاً پس از حدود ۵ سال، این ضریب به یک مقدار پایدار میرسد که حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد بیشتر از مقدار اولیه است.
چه عواملی بر ضریب انتقال حرارت فوم پلی یورتان تأثیر میگذارند؟
عوامل مختلفی مانند چگالی فوم، ساختار سلولی، نوع گاز محبوس، دما و رطوبت محیط، و روش اجرا بر ضریب انتقال حرارت فوم پاششی پلی یورتان با تأثیر میگذارند. چگالی بالاتر و ساختار سلولی بستهتر معمولاً منجر به ضریب انتقال حرارت پایینتر و عملکرد عایقی بهتر میشوند.
مزیت فوم پلی یورتان نسبت به سایر عایقها از نظر ضریب انتقال حرارت چیست؟
فوم پاششی پلی یورتان با ضریب انتقال حرارت پایینتری نسبت به اکثر عایقهای متداول مانند پشم شیشه، پشم سنگ و پلی استایرن دارد. این به معنای آن است که برای رسیدن به یک سطح مشخص از عایقکاری، ضخامت کمتری از فوم پلی یورتان مورد نیاز است که میتواند در فضاهای محدود بسیار مفید باشد.
