2. THERMISCHE EIGENSCHAPPEN

Technische documentatie V CE

2004

Thermische eigenschappen

2. THERMISCHE EIGENSCHAPPEN 2.1 Warmteoverdracht De overdracht van warmte gebeurt steeds tussen twee voorwerpen met verschillende temperaturen. De warmte verplaatst zich steeds van het warmere lichaam naar het minder warme, totdat de temperaturen van beide in evenwicht zijn. Het warmtetransportmechanisme geschiedt op drie manieren : - geleiding (celwanden en knopen) - convectie (lucht in de cellen) - straling (celwanden en knopen) 2.2 Warmtegeleidingscoëfficiënt λ (lambda) De warmtehoeveelheid die in stationaire toestand en onder permanent regime door een materiaalelement met 1 m dikte en 1 m2 doorsnede gaat, per eenheid van tijd en per eenheid van temperatuurverschil tussen twee oppervlakten van dit materiaal, noemt men de warmtegeleidingscoëfficiënt. De warmtegeleidingscoëfficiënt wordt aangeduid door de Griekse letter λ (lambda). Als eenheid wordt W/mK (Watt per meter Kelvin) gebruikt. Als thermisch isolerende materialen worden beschouwd: materialen met een λ < 0,065 W/mK. De isolatiewaarde van geëxpandeerd polystyreen wordt bepaald door de vele polystyreencellen (∅ 0,2 à 0,5 mm met een wanddikte van + 0,001 mm) waarin lucht zeer fijn verdeeld zit. Het schuim bestaat uit ongeveer 2 à 6 % polystyreen en 94 à 98 % lucht. Deze lucht (λlucht 10 °C = 0,025 W/mK) blijft in tegenstelling tot andere gassen steeds aanwezig in de cellen zodanig dat de isolatiewaarde constant blijft. Specifieke grondstoffen waarin het warmtetransport door straling geoptimaliseerd is (aangepaste celdiameter, wanddikte, verbeterd emissie en absorptie, celoriëntatie) geven een beter resultaat tot een volumemassa van ongeveer 30 kg/m³. Dit zijn onze lambda-producten en hebben een warmtegeleidingscoëfficiënt die + 15 % beter is dan de conventionele producten (zie grafiek 2.1). Het toevoegen van regeneraat verhoogt de λ-waarde, aangezien dit aanleiding geeft tot meer open ruimte tussen de parels of een lagere volumemassa van het aandeel 'nieuwe' parels. Indien minder dan 10% regeneraat toegevoegd wordt, blijft de stijging meestal te verwaarlozen. De warmtegeleidingscoëfficiënt wordt bepaald op vierkante proefstukken (300 of 400 mm) volgens de methode beschreven in ISO 8301 of ISO 8302. De referentietemperatuur bedraagt 10°C. Test methode EN 12664

EN 12667

EN 12939

Titel Thermal performance of building materials and products – Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods – Dry and moist products of medium and low thermal resistance Thermal performance of building materials and products – Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods – Products of high and medium thermal resistance. Thermal performance of building materials and products – Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods – Thick products of high and medium thermal resistance

KEM-products n.v. Website : www.kemisol.be

Hulshoutsesteenweg 33 Tel:+32 (0)15 24 46 21

Richtlijnen, wanneer toepassen For all samples with a thermal resistance R: 0,02 m²K/W [ R [ 0,5 m²K/W

For all samples with a thermal resistance R: R / 0,5 m²K/W For all thick insulation products (100mm – 150 mm, depending on the used apparatus, if the test specimen cannot be measured in whole thickness. 2220 Heist-op-den-Berg Fax:+32 (0)15 22 49 59

5


2004


Principieel is de grootheid warmtegeleidingscoëfficiënt enkel zinvol bij niet poreuze materialen. Zodra men poriën in een materiaal heeft, is het warmtetransport een samenspel van: - geleiding door materialenskelet, poriëngas, en, zo vochtig, waterlaagjes. - straling tussen de poriënwanden. - convectie in grotere poriën. - indien vochtig, latent warmtetransport. Toch blijft men, in zoverre het poreuze materiaal homogeen is, ook dit complexe geheel van warmtetransport samenballen in een equivalente warmtegeleidingscoëfficiënt λ. 2.3 De gedeclareerde λ-waarde : λd De gedeclareerde λ-waarde is een door de fabrikant te definiëren waarde, aan dewelke hij contractueel gebonden wordt voor de verkopen van zijn product. Deze waarde wordt bepaald aan de hand van -gemeten gegevens: aan een referentietemperatuur van 10 °C aan een referentiedikte van 50 mm na conditionering bij 23 °C en een relatieve vochtigheid van 50% -een vastgestelde fractile met een gegeven betrouwbaarheidsinterval (90/90) (cfr. ISO/DIS 10456) -na een redelijke levensduur in normale omstandigheden Het is dus een statistisch bepaalde waarde, op basis van een groot aantal metingen, met een betrouwbaarheidsinterval van 90/90. Dit wil zeggen dat met een betrouwbaarheid van 90 % kan gesteld worden dat 90 % van de productie een λ-waarde heeft die minstens even goed is als de gedeclareerde waarde. Praktisch kan tabel 2.1 of grafiek 2.1 met trapcurve gevolgd worden. Deze trapcurve kan eventueel vervangen worden door de volgende formule (Europese mastercurve 90/90) die functie is van de volumemassa ρ: voor 8kg/m³ < ρ < 55 kg/m³ is λmean = 0.025314 + 5,1743*10-5 *ρ + 0.173606/ρ [W/mK] λpred90/90 = 0.027174 + 5,1743*10-5 *ρ + 0.173606/ρ [W/mK] 0,0450 0,0440 0,0430 0,0420 0,0410 lambda [W/mK]

0,0400 0,0390 0,0380 0,0370 0,0360 0,0350 0,0340 0,0330 0,0320 0,0310 0,0300 10

15

20

30

40

50

60

70

80

densiteit [kg/m³]

l-mean


l-pred


2220 Heist-op-den-Berg Fax:+32 (0)15 22 49 59

6


2004


Lambda [W/mK] 0.045 0.044 regeneraat 0.043 0.042 0.041 0.040 0.039 0.038 0.037 0.036 0.035 0.034 lambda EPS 0.033 0.032 0.031 0.030 10

20

30

standaard EPS

40

50

60

70

80

Densiteit [kg/m³]

Grafiek 2.1 : λ-waarde voor de verschillende types EPS in functie van de densteit T HEO R ET ISC HE LA M B D A W A A R D E ST A N D A A R D EPS b i j 10 C °

0,04500 0,04400 0,04300 0,04200 0,04100 0,04000 0,03900 0,03800 0,03700 0,03600 0,03500 0,03400 0,03300 0,03200

STRALINGSAANDEEL

0,03100 0,03000 0,02900 0,02800

GELEIDINGSAANDEEL STYREEN

0,02700 0,02600 0,02500 0,02400

GELEIDINGSAANDEEL LUCHT

0,02300 0,02200 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

D E N SI T E I T [ k g/ m³]

5 mm

10 mm

20 mm

30 mm

50 mm

200 mm

500 mm

1000 mm

l ucht

PS

100 mm

Grafiek 2.2 : theoretische λ-waarde voor standaard EPS in functie van de densteit




7


Europees type EPS

2004


Belgisch type EPS

gedeclareerde λ-waarde (W/mK)

EPS S

0,045

EPS 30

0,040

EPS 50

0,040

EPS 60

PS 15 en PS 15 SE

0.038

EPS 70

0,038

EPS 80

0,038

EPS 90

0,036

EPS 100

PS 20 en PS 20 SE

0.036

EPS 120

0,036

EPS 150

PS 25 en PS 25 SE

0.035

EPS 200

PS 30 en PS 30 SE

0.034

EPS 250

PS 35 en PS 35 SE

0.033

EPS 300

PS 40 en PS 40 SE

0.033

PS 45 en PS 45 SE

0.033

PS 50 en PS 50 SE

0.033

PS 55 en PS 55 SE

0.033

PS 60 en PS 60 SE

0.033

EPS 400 EPS 500

Tabel 2.1 : gedeclareerde λ-waarde in functie van het type EPS Meetwaarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt van geëxpandeerd polystyreen in droge toestand in functie van de temperatuur.

Lambda [W/mK]

EPS 100 0,0500 0,0480 0,0460 0,0440 0,0420 0,0400 0,0380 0,0360 0,0340 0,0320 0,0300 0,0280 0,0260 0,0240 0,0220 0,0200 -100

-50

0

50

100

Temperatuur [°C] Grafiek 2.2 : λ-waarde EPS in functie van de temperatuur Voor toename (afname) van de warmtegeleidingscoëfficiënt mag voor praktische toepassingen gerekend worden met 0.0001 W/mK voor een temperatuurstijging (-daling) van 1 °C.




8


2004


lambda [W/mK]

Meetwaarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt van geëxpandeerd polystyreen in functie van het vochtgehalte bij een temperatuur van +10 °C. (λwater=0.58 W/mK bij +10 °C)

0,0630 0,0605 0,0580 0,0555 0,0530 0,0505 0,0480 0,0455 0,0430 0,0405 0,0380 0,0355 0,0330

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

vochtgehalte [vol %] EPS 60 (measured value)

EPS250 (design value)

EPS 100 (design value)

Grafiek 2.3 : λ-waarde in functie van het vochtgehalte Bij normale woningbouwtoepassingen, zoals vloeren, gevels, daken, … kan deze invloed verwaarloosd worden. Per volume% vocht neemt de warmtegeleidingscoëfficiënt met 3 tot 4 % toe. Praktisch ligt het vochtgehalte in ingebouwde toestand tussen 0.1 en 1 volume%. Dit betekent een maximale verhoging van 1.5 mW/mK, in realiteit meestal kleiner dan 1 mW/mK. Voor toepassingen ‘op’ of ‘onder’ water (zoals perimeterisolatie, kelderisolatie), waar de isolatie permanent in contact met water is, rekent men met correctiefactoren waarmee men de λ-waarde vermenigvuldigd voor het bekomen van de rekenwaarde. Er wordt rekening gehouden met het feit of het al dan niet een gedraineerde toepassing is (=halvering van het vochtgehalte).

lU = lD x FΧ waarin FΧ = 1,0 + 0,032078 u + 0,0010031 u² met u = vochtgehalte in vol%

Europees type EPS

‘Level’ Belgisch volgens type EN EPS 13163

Praktisch vochtgehalte

Correctiefactor vocht FΧ

NIET gedraineerd

gedraineerd

NIET gedraineerd

gedraineerd

WL(T)5

[ 5,0

[ 2,5

1.22

1.11

EPS 70

WL(T)5

[ 5,0

[ 2,5

1.22

1.11

EPS 80

WL(T)5

[ 5,0

[ 2,5

1.22

1.11

WL(T)5

[ 5,0

[ 2,5

1.22

1.11

WL(T)5

[ 5,0

[ 2,5

1.18

1.09

WL(T)5

[ 5,0

[ 2,5

1.18

1.09

WL(T)5

[ 5,0

[ 2,5

1.15

1.07

EPS S EPS 30 EPS 50 EPS 60

PS 15 en PS 15 SE

EPS 90 EPS 100

PS 20 en PS 20 SE

EPS 120 EPS 150

PS 25 en PS 25 SE




9


2004


PS 30 en [ 3,0 [ 1,5 WL(T)3 1.13 1.06 PS 30 SE PS 35 en [ 2,0 [ 1,0 EPS 250 WL(T)2 1.08 1.04 PS 35 SE PS 40 en [ 1,0 [ 0,5 EPS 300 WL(T)1 1.04 1.02 PS 40 SE PS 45 en [ 1,0 [ 0,5 WL(T)1 1.04 1.02 PS 45 SE PS 50 en [ 1,0 [ 0,5 EPS 400 WL(T)1 1.04 1.02 PS 50 SE PS 55 en [ 1,0 [ 0,5 WL(T)1 1.04 1.02 PS 55 SE PS 60 en [ 1,0 [ 0,5 EPS 500 WL(T)1 1.04 1.02 PS 60 SE Tabel 2.2 : correctiefactoren λ-waarde voor toepassing met permanent contact water EPS 200

Meetwaarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt van geëxpandeerd polystyreen in droge toestand in functie van de dikte. EPS 60 temperatuur +10°C

lambda i.f.v. de dikte 0,0380

lambda [W/mK]

0,0375 0,0370 0,0365 0,0360 0,0355 200

190

180

170

160

150

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

0,0350

dikte [mm]

Grafiek 2.4 : λ-waarde in functie van de dikte Voor platen met een dikte groter of gelijk aan 50 mm (de referentiedikte) en een λd < 0.038 W/mK, is het dikte-effect te verwaarlozen. Dan wordt gerekend met de gedeclareerde waarde bij 50 mm. Voor platen met een dikte kleiner dan 50 mm wordt dikte-effect parameter L, gegeven in tabel 2.3., vermenigvuldigd met de λd-waarde. λd-waarde (W/mK) bij referentiedikte van 50 mm

0,046


λ

d

=

λ

dikte

L

of

λ

dikte

= λd * L

dikte van de isolatie (mm)

dikte-effect parameter L

20

0,90

30

0,92

40

0,93

50

0,95

100

0,98

200

1,00



10


0,043

0.040

0.038

0.035

0.032

2004


20

0,91

30

0,93

40

0,94

50

0,97

100

1,00

20

0.92

30

0.95

40

0.96

50

0.97

100

1,00

20

0.93

30

0.96

40

0.97

50

0.98

100

1.00

20

0.94

30

0.97

40

0.98

50

1,00

100

1,00

20

0.96

30

0.97

40

0.98

50

1,00

100

1,00

Voor een isolatiedikte gelegen tussen de bovenstaande waarden mag lineaire interpollatie toegepast worden. Tabel 2.3 : correctiefactoren λ-waarde in functie van de dikte

2.4 De praktische rekenwaarde van de warmtegeleidingscoëfficiënt De gedeclareerde waarde voor de warmtegeleidingscoëfficiënt is: -een statistisch veilige waarde -bij het gebruik van geëxpandeerd polystyreen bij binnenconditie (luchtdroog) gelijk aan dit voor buitencondities (λi=λe). De rekenwaarde: -waarde van de thermische eigenschap van een materiaal of een product van een gebouw in typische toepassing.

2.4.1 BELGIE (STS 08.82 uitgave 1997) - Temperatuursinvloeden: - Vochtinvloeden:


voor zover er geen extreme temperatuursomstandigheden zijn, wordt geen toeslagwaarde voorzien. voor zover er geen bijzondere vochtomstandigheden zijn, wordt geen toeslagwaarde voorzien.



11


2004


- Maat- en plaatsingstoleranties: een vermindering van de berekende gedeclareerde λd) met 0.1 m²K/W wordt in warmteweerstand (Rd = d/λ rekening gebracht. - Een supplementaire ∆k aan te rekenen voor mechanisch bevestigde isolatie (EN 6946/1) kgecorrigeerd = kberekend + ∆k waarin ∆k = α . λf . nf . Af met α = 6 m-1 bij spouwtoepassingen en 5 m-1 bij daktoepassingen λf = de thermische geleidbaarheid van de bevestiger nf = aantal bevestigingen per m² Af = sectie van 1 bevestiger Deze correctie is niet aan te rekenen in volgende gevallen: spouwhaken bij een lege spouw als de thermische geleidbaarheid van de bevestiger (of een deel ervan) kleiner is dan 1 W/mK Voor toepassingen met bijzondere thermische omstandigheden (schoorstenen, vriescellen, …), bijzondere vochtomstandigheden (omkeerdaken, vochtgevoelige materialen, …) en koudebrug werking (constuctie-elementen, mechanische bevestigingen, …) is de bepaling van de rekenwaarde complexer. Hierbij dienen specifieke temperatuur- en/of vochtcorrectiefactoren in rekening gebracht te worden. Het effect van lineaire koudebruggen kan volgens EN-ISO 10211 berekend worden waarvoor momenteel softwareprogramma’s beschikbaar zijn.

2.4.2 NEDERLAND (NEN 1068) Conform NEN 1068 die aangewezen is door het Bouwbesluit, geldt voor EPS een toeslagfactor van 5 % voor materiaal en applicatiecorrectie tesamen. In tabel 2.4 zijn de praktische rekenwaarden voor Nederland opgenomen. Belangrijke opmerkingen: Een fout van + 1 mW/mK op de meetwaarden is mogelijk omwille van : - dichtheidsgradiënt in de EPS-plaat (productie) - lichte kromming van de platen (productie) - kalibratie en ruimtetemperatuur (meting) - wijziging van de dikte van de plaat tijdens de proef bij lichte belasting (meting) - planparallelle oppervlakten van het meettoestel (meting) Individuele producten kunnen afwijken van de in tabel 2.4 vermelde waarden. Zeker voor speciale toepassingen zoals bekistingsmateriaal, wegenbouw, … λd gedeclareerde waarde (W/mK)

λu rekenwaarde (W/mK)

EPS S

0,045

0,048

EPS 30

0,040

0,042

0,040

0,042

0.038

0.040

EPS 70

0.038

0.040

EPS 80

0.038

0.040

EPS 90

0.038

0.040

0.036

0.038

0.036

0.038

Europees type EPS

Belgisch type EPS

EPS 50 EPS 60

EPS 100

PS 15 en PS 15 SE

PS 20 en PS 20 SE

EPS 120




12


2004


EPS 150

PS 25 en PS 25 SE

0.035

0.037

EPS 200

PS 30 en PS 30 SE

0.034

0.036

EPS 250

PS 35 en PS 35 SE

0.033

0.035

EPS 300

PS 40 en PS 40 SE

0.033

0.035

PS 45 en PS 45 SE

0.033

0.035

PS 50 en PS 50 SE

0.033

0.035

PS 55 en PS 55 SE

0.033

0.035

PS 60 en PS 60 SE

0.033

0.035

EPS 400 EPS 500

Tabel 2.4 : λ-waarden voor Nederland 2.5 De warmteweerstand van een materiaal De warmteweerstand is de weerstand die een materiaal tegen warmtetransmissie biedt.

R= met

d

λ

R = warmteweerstand van de materiaallaag [m²K/W] d = dikte van de materiaallaag [m] λ = warmtegeleidingscoëfficiënt van de materiaallaag [W/mK]

2.6 De warmteweerstand van een samengestelde wand

Rtot = Ri + ∑ met

d

λ

+ R sp + R e

= totale warmteweerstand van de samengestelde wand [m²K/W] = warmteweerstand van de spouw = 0.17 m²K/W = 1/hi = overgangsweerstand aan het binnenoppervlak [m²K/W] met hi = overgangscoëfficiënt aan het binnenoppervlak [W/m²K] hi = 8 W/m²K = 1/he = overgangsweerstand aan het buitenoppervlak [m²K/W] met he = overgangscoëfficiënt aan het buitenoppervlak [W/m²K] he = 23 W/m²K

Rtot Rsp Ri

Re

d

∑λ

= sommatie van de warmteweerstanden van de verschillende materiaallagen

2.7 De warmtedoorgangscoëfficiënt van een samengestelde wand De warmtedoorgangscoëfficiënt of k-waarde geeft aan hoeveel warmte per tijdseenheid door een constructie van 1 m² oppervlakte gaat bij een temperatuurverschil van 1 K. Deze grootheid hangt samen met een bepaalde wand of constructie en is dus geen materiaaleigenschap !

k =U = met


1 Rtot

k of U = warmtedoorgangscoëfficiënt [W/m²K]



13


2004


2.8 Rekenvoorbeeld Een spouwmuur bestaat van buiten naar binnen uit:

90

30

15

140

9 cm volle baksteen 3 cm luchtspouw thermische isolatie 14 cm snelbouw 1.5 cm pleisterlaag

R= 0.10 m²K/W R= 0.17 m²K/W R= 0.27 m²K/W R= 0.03 m²K/W

Als thermische isolatie gebruiken we in dit voorbeeld KEMIDUR van 7 cm dik. KEMIDUR zijn isolatieplaten bestaande uit geëxpandeerd polystyreen (EPS 100 SE) PS 20 SE met een λd = 0.036 W/mK.

Rd =

d

λd Rd = 0.07/0.036 = 1.95 m²K/W.

Rtot = Ri + ∑

λ

+ R sp + R e

Rtot = (1/8) + 0.10 + 0.17 + 1.85 + 0.27 + 0.03 + (1/23) = 2.59 m²K/W

k =U =

d

De rekenwaarde is dan Ru = Rd – 0.1 = 1.85 m²K/W.

1 Rtot

k = U = 1/2.59 = 0.39 W/m²K

De totale warmteweerstand van deze spouwmuurconstructie is dus De warmtedoorgangscoëfficiënt (k-waarde) van deze wand is dan

Rtot = 2.59 m²K/W. k =U= 0.39 W/m²K.

De eisen van het Vlaamse Gewest geven een maximale k-waarde van 0.6 voor dergelijke constructies. In dit rekenvoorbeeld is daar ruim aan voldaan.

In Nederland spreekt men van de warmteweerstand van de constructie (Rc-waarde). Dit is de R-waarde van de ganse constructie zonder de overgangsweerstanden! Volgens NEN 1068 moet deze Rc-waarde minimum 2.5 m²K/W bedragen.

Rc = ∑ met

Rc Rsp


d

λ

+ Rsp

= totale warmteweerstand van de constructie [m²K/W] = warmteweerstand van de spouw



14


d

∑λ

2004


= sommatie van de warmteweerstanden van de verschillende materiaallagen

Voor de verschillende materiaallagen van de spouwmuur worden volgende waarden gehanteerd : - het binnenspouwblad : 0.10 m²K/W - de luchtspouw : 0.17 m²K/W - het buitenspouwblad : 0.10 m²K/W - voor de isolatie wordt ook de koudebrugwerking van de spouwankers ingerekend met

λisolatielaag = N an ker × Aan ker × λ an ker + (1 − N an ker × Aan ker ) × λisolatie met

λisolatielaag = lambda waarde voor de gehele isolatielaag, inclusief ankers Nanker Aanker

λanker λisolatie

= = = =

aantal spouwankers per m² (4 ankers/m²) kerndoorsnede van het spouwanker (4 mm) = 1.257 x 10-5 m²/anker lambda waarde van het spouwanker = 50 W/mK lambda waarde van het isolatiemateriaal

Als thermische isolatie gaan we in dit voorbeeld KEMIFORT RE gebruiken. KEMIFORT RE is een isolatieplaat van gerecycled geëxpandeerd polystyreen met een minimum densiteit van 23.5 kg/m³ en een λd = 0.036 W/mK. We gaan de minimum dikte bepalen voor een Rc-waarde van 2.5 m²K/W.

Rc = ∑

d

λ

+ Rsp

2.50 =

d isolatielaag

λ isolatielaag

+ 0.10 + 0.17 +0.10

d isolatielaag

λ isolatielaag

= 2.13 m²K/W

λisolatielaag = N an ker × Aan ker × λ an ker + (1 − N an ker × Aan ker ) × λisolatie

λisolatielaag = 4 x 1.257 x 10-5 x 50 + (1 – 4 x 1.257 x 10-5) x 0.036 = 0.038 W/mK

Voor de bepaling van Rd worden volgende rekenregels toegepast: - bepaal Rd op zes decimalen nauwkeurig - rond naar boven af op 0.00 of 0.05 m²K/W De gevonden minimum rekenwaarde bedraagt 2.13 m²K/W, omgezet naar de gedeclareerde waarde (factor 5%) vinden we 2.24 m²K/W. Als we hierop bovenstaande rekenregels toepassen vinden we :

2.25 = 2.200001 =


d isolatielaag 0.038

83 mm KEMIFORT voor een Rc-waarde = 2.5 m²K/W



15


2004


2.9 De volumemassa Meetmethode : EN 1602 De volumemassa of densiteit is de massa van een volume-eenheid droog materiaal. Het begrip droog is daarbij genormaliseerd. Aanvankelijk vochtig geëxpandeerd polystyreen wordt droog genoemd als bij droging de dagelijkse massavermindering kleiner wordt dan 0,1% van de oorspronkelijke massa. De massa per volume-eenheid vochtig geëxpandeerd polystyreen bedraagt:

ρ ' = ρ + 10ψ met

ψ = vochtgehalte geëxpandeerd polystyreen [% m³/m³] ρ = volumemassa droog geëxpandeerd polystyreen [kg/m³]

Europees type EPS EPS S

minimum volumemassa [kg/m³]

Belgisch type EPS

minimum volumemassa [kg/m³]

PS 15 en PS 15 SE

13.5

PS 20 en PS 20 SE

18.0

PS 25 en PS 25 SE

22.5

PS 30 en PS 30 SE

27.0

PS 35 en PS 35 SE

31.5

PS 40 en PS 40 SE

36.0

PS 45 en PS 45 SE

40.5

PS 50 en PS 50 SE

45.0

PS 55 en PS 55 SE

49.5

EPS 30 EPS 50 EPS 60 EPS 70 EPS 80 EPS 90

GEEN MINIMUM EIS VOLUMEMASSA !!!

EPS 100 EPS 120 EPS 150 EPS 200 EPS 250 EPS 300

EIS = DRUKSTERKTE EN BUIGSTERKTE !!!

EPS 400 EPS 500

PS 60 en PS 60 SE Tabel 2.5 : minimum volumemassa in functie van het type EPS

54.0

2.10 De soortelijke warmte De soortelijke warmte is de warmte nodig om de temperatuur van 1 MASSA - eenheid materiaal met 1 Kelvin te doen stijgen. Voor geëxpandeerd polystyreen in droge toestand bedraagt de soortelijke warmte 1470 J/kgK. Voor min of meer vochtig geëxpandeerd polystyreen geldt:

c' = met

1470 ρ + 41870ψ ρ + 10ψ

c’ = soortelijke warmte vochtig geëxpandeerd polystyreen [J/kgK] ρ = volumemassa geëxpandeerd polystyreen [kg/m³] Ψ = vochtgehalte geëxpandeerd polystyreen [% m³/m³]

Het vochtgehalte heeft een zeer grote invloed op de soortelijke warmte.




16


2004


De volumieke warmtecapaciteit is de hoeveelheid warmte, nodig om de temperatuur van 1 VOLUME eenheid materiaal met 1 Kelvin te wijzigen. Voor min of meer vochtig geëxpandeerd polystyreen geldt: 1470 ρ + 41870 Ψ [J/m³K]

2.11 De contactcoëfficiënt of warmte-indringingsgetal De contactcoëfficiënt bepaalt de snelheid, waarmee in niet stationair regime warmte door een materiaal opgenomen wordt. Voor min of meer vochtig geëxpandeerd polystyreen geldt:

b = λ (ψ ) ⋅ ( ρc + 41870ψ ) met

b= contactcoëfficiënt geëxpandeerd polystyreen [J/m²K√s] λ(Ψ) = de warmtegeleidingscoëfficiënt horende bij geëxpandeerd polystyreen met een vochtgehalte [% m³/m³] [W/mK] ρ= volumemassa geëxpandeerd polystyreen [kg/m³] c= soortelijke warmte geëxpandeerd polystyreen [= 1470 J/kgK] Ψ= vochtgehalte geëxpandeerd polystyreen [% m³/m³]

Voor geëxpandeerd polystyreen is de contactcoëfficiënt of het warmte-indringingsgetal gelegen tussen 30 à 50 J/m2K√s in droge toestand. 2.12 De temperatuurvereffeningscoëfficiënt De temperatuurvereffeningscoëfficiënt bepaalt de snelheid, waarmee zich in niet stationair regime een temperatuurwijziging in een materiaal uitbreidt.

D= met

λ (ψ ) ρc + 41870ψ

D= temperatuurvereffeningscoëfficiënt [m²/s] λ(Ψ) = de warmtegeleidingscoëfficiënt horende bij geëxpandeerd polystyreen met een vochtgehalte [% m³/m³] [W/mK] ρ= volumemassa geëxpandeerd polystyreen [kg/m³] c= soortelijke warmte geëxpandeerd polystyreen [= 1470 J/kgK] Ψ= vochtgehalte geëxpandeerd polystyreen [% m³/m³]

Voor geëxpandeerd polystyreen is de temperatuurvereffeningscoëfficiënt gelegen tussen 0,5 x 10-6 en 2,0 x 10- 6 m2/s in droge toestand. 2.13 De thermische uitzettingscoëfficiënt De lineaire, reversibele, thermische uitzettingscoëfficiënt van geëxpandeerd polystyreen wordt gedefinieerd door :

α= met

α= Lo = ∆L = ∆T =

∆L Lo ∆T

thermische uitzettingscoëfficiënt [mm/mK] oorspronkelijke lengte [m] lengteverandering [mm] temperatuurverandering [K]




17


2004


Voor geëxpandeerd polystyreen is de thermische uitzettingscoëfficiënt gelegen tussen 0,04 en 0,09 mm/mK. Als gemiddelde waarde wordt met 0,07 mm/mK gerekend. Afhankelijk van de mogelijke temperatuurgradient worden de afmetingen van de plaat in combinatie met de detaillering van de randafwerking gedimensioneerd.

2.14 Krimp Naast de reversibele lengteverandering, vindt bij geëxpandeerd polystyreen ook een temperatuurgekoppelde irreversibele lengtevariatie, namelijk krimp plaats. De eerste 24 uur heeft men krimp te wijten aan het afkoelen van het juist geproduceerde blok isolatiemateriaal. Het productieproces, grondstof en densiteit zijn hier de belangrijkste parameters. Met nakrimp wordt de kontraktie aangeduid van geëxpandeerd polystyreen dat meer dan 24 uur oud is. Deze nakrimp verloopt in het begin zeer snel waarna men een langzaam verloop krijgt tot een eindwaarde. Afhankelijk van de volumemassa en het produktieproces bedraagt de nakrimp 0,3 à 0,5 %. Het belangrijkste deel van de nakrimp wordt door stockeren in de fabriek reeds weggenomen (14 dagen). De eindwaarde wordt bereikt na 150 dagen. De nakrimp bij het verlaten van de fabriek tot de eindwaarde bedraagt 1,5 à 2,0 mm/m. Bij 'nieuwe' low-pentane grondstof is de nakrimptijd veel korter (stabilisatietijd 1 week i.p.v. 6 weken). Bij gecacheerde toepassingen kan, afhankelijk van de bekleding, deze nakrimp verhinderd worden.

Nakrimp [mm/m] 4 standaard 3 low pentane

2 1

3 28 50

100

150

200

250

300

400

Tijd [dagen]

Grafiek 2.5 : nakrimp in functie van de tijd Voor een aantal toepassingen is het nodig een maximum waarde aan te geven voor de niet omkeerbare (irreversibele) lengteveranderingen.




18


2004


De huidige eis bedraagt: bij een test op 23 °C na 42 dagen blijft de verandering in nominale lengte en breedte beperkt tot +1 % en – 0.3%. Volgens EN 1603 methode B geldt als eis + 0.5 %. Bij buitengevelisolatie meestal + 0.2 %. Een goed gedimensioneerde sponning of tand- en groefverbinding is belangrijk om een ‘gesloten’ isolatienaad te behouden! Europees type EPS Belgisch type EPS EPS S EPS 500 PS 15 (SE) PS 60 (SE) KEMISTABIL

Class EN 13163 DS(N)5 DS(N)2

Eis + 0,5% + 0,2%

2.15 Thermische vormstabiliteit De gebruikstemperatuur van geëxpandeerd polystyreen hangt zoals bij alle thermoplastische kunststoffen sterk af van de grootte en de tijdsduur van de belasting. Zonder bijkomende belasting verdraagt geëxpandeerd polystyreen kortstondig temperaturen tot +100 °C (DIN 53 424). Volgens DIN 18164 en een langdurige belasting van 5000 N/m² verdraagt geëxpandeerd polystyreen temperaturen tot + 85 °C. Bij een langdurige belasting van 20.000 N/m2 worden de temperaturen in tabel 2.6 weergegeven. Zie ook in dit verband de invloed bij de mechanische eigenschappen. Europees type EPS

Belgisch type EPS

temperatuur [°C]

PS 15 en PS 15 SE

75 – 80

EPS S EPS 30 EPS 50 EPS 60 EPS 70 EPS 80 EPS 90 EPS 100

PS 20 en PS 20 SE

EPS 120 EPS 150

PS 25 en PS 25 SE

EPS 200

PS 30 en PS 30 SE

EPS 250

PS 35 en PS 35 SE

EPS 300

PS 40 en PS 40 SE

80 – 85

PS 45 en PS 45 SE EPS 400

PS 50 en PS 50 SE PS 55 en PS 55 SE

EPS 500 PS 60 en PS 60 SE Tabel 2.6 : thermische vormstabiliteit bij langdurige belasting in functie van het type EPS Bij het cacheren is EPS zeer korte tijd hoger belastbaar (+ 160 °C). Aangezien EPS een isolatiemateriaal is, is de indringdiepte gering.




19


2004


Door zijn structuur is EPS bijzonder geschikt voor toepassingen bij zeer lage temperaturen (cryogene installaties) en wel tot –180 °C.

Dimensionele stabiliteit onder specifieke temperatuur en vochtigheid: Wordt bepaald overeenkomstig EN 1604. De lengteverandering in lengte, breedte en dikte zijn kleiner dan de eis in de laatste kolom van onderstaande tabel. Europees type EPS ? ? EPS 60 EPS 70 EPS 80 EPS 90 EPS 100 EPS 120 EPS 150 EPS 200 EPS 250 EPS 300 EPS 400 EPS 500

Belgisch type EPS

‘Level’ volgens EN 13163 DS(70,-)1 DS(70,-)2

48 h, 70°C 48 h, 70°C

Eis % 1 2

DS(70,-)3

48 h, 70°C

3

DS(70,90)1

48 h, 70°C, 90%

1

conditie

PS 15 en PS 15 SE

PS 20 en PS 20 SE PS PS PS PS PS PS PS PS

25 30 35 40 45 50 55 60

en en en en en en en en

PS PS PS PS PS PS PS PS

25 30 35 40 45 50 55 60

SE SE SE SE SE SE SE SE

Vervorming onder specifieke belasting en temperatuur: Wordt bepaald overeenkomstig EN 1605. Het verschil in dikteverandering tussen stap A en stap B zoals beschreven in EN 1605 is kleiner dan 5%. Europees type EPS

Belgisch type EPS

‘Level’ volgens EN 13163

conditie

Eis %

-

-

-

EPS S EPS 30 EPS 50 EPS 60 EPS 70 EPS 80 EPS 90 EPS 100 EPS 120 EPS 150 EPS 200 EPS 250 EPS 300 EPS 400 EPS 500

PS 15 en PS 15 SE DLT(1)5 PS 20 en PS 20 SE DLT(2)5 PS PS PS PS PS PS PS PS

25 30 35 40 45 50 55 60

en en en en en en en en


PS PS PS PS PS PS PS PS

25 30 35 40 45 50 55 60

SE SE SE SE SE SE SE SE

DLT(3)5


Belasting 20 kPa Temperatuur: (80 + 1) °C Tijdsduur: (48 + 1) h Belasting 40 kPa Temperatuur: (70 + 1) °C Tijdsduur: (168 + 1) h

[5

Belasting 80 kPa Temperatuur: (60 + 1) °C Tijdsduur: (168 + 1) h


20

2. THERMISCHE EIGENSCHAPPEN

Recommend Documents