Теплоизоляция при постройке жилья - это один из основных вопросов. И в первую очередь этому служат элементы конструкции, которые сводят к минимуму передачу тепла. Этим же терминов обозначают материалы, из которых изготавливают такие элементы, а также мероприятия по их устройству. Сегодня мы хотим поговорить о том, что представляет собой материал теплоизоляционный. Если вы готовитесь к ремонту, то эта информация будет для вас очень интересной.

Вчера, сегодня, завтра

Прогресс не стоит на месте, современные системы отопления имеют высочайший КПД и борьба за тепло перестает быть настолько острой. У наших предков были очаги, в которых горел огонь, а также дерн и пакля, которой заделывали крупные щели в стенах и крыше. Сегодня можно выбрать гораздо более качественный материал теплоизоляционный, да и центральное отопление предоставляет совсем другие возможности.

Однако и сегодня проблема сбережения тепла стоит очень остро. Чтобы сэкономить топливо и снизить негативное воздействие выбросов от сжигания угля и нефти в атмосферу, крайне важно сохранить тепло в жилище. Эта проблема постоянно стоит перед учеными. Поэтому практически с каждым годом разрабатывается новый материал теплоизоляционный, который становится все более экономичным, дешевым и долговечным.

Актуальность вопроса

Чтобы вы ни взялись строить - баню, гараж или загородный дом, - крайне важно решить вопрос выбора материалов задолго до возведения фундамента. Современный материал теплоизоляционный позволит сделать любую конструкцию более легкой, простой и долговечной.

Современные теплоизоляционные материалы для стен, помимо своего прямого предназначения, выполняют функцию прекрасной шумо- и виброизоляции, а также создают основу под отделку. К выбору стоит подойти очень серьезно, потому как ошибка может стоить очень дорого. Решили сэкономить, купили материалы подешевле и похуже - в результате дома будет холодно и неуютно.

Свойства теплоизоляционных материалов

Есть ряд характеристик, которыми должны обладать качественные изоляторы. Все их нужно обязательно учитывать, до того, как вы решили сделать окончательный выбор.

• Самый главный показатель - это теплопроводность. Чем она ниже, тем выше теплоизоляция. По сути, вам требуется максимальное сопротивление теплопередаче. Но не менее важно, чтобы толщина конструкции не увеличивалась за счет слоя изоляции.
• Второй важный параметр - это экологичность. Чем бы ни было строящееся вами здание, людям придется находиться в нем определенное время. Поэтому очень важно, чтобы изоляция была максимально безопасной и не являлась источником токсических выделений. Остановимся на этом еще немного. С точки зрения безопасности, важно рассматривать такие свойства теплоизоляционных материалов, как горючесть. Если материал при горении выделяет вредные вещества, то лучше выбрать другой, пусть и немного дороже. Исключение составят нежилые помещения, боксы и ангары, гаражи, где этот не так критично.
• Кроме этого, нужно обратить внимание на паропроницаемость, то есть способность материала спокойно пропускать водяной пар.
• Плотность. Имеет свои ограничения. С одной стороны, чем плотней - тем лучше, но на практике получается, что это сказывается на весе готовой конструкции, что имеет свои ограничения.
• Водостойкость - это крайне важный показатель, особенно при проживании во влажном и холодном климате. Чем выше этот показатель, тем больше шансов, что утеплитель не будет химически взаимодействовать с влагой и сохранит свои свойства при любых условиях.
• Гидрофобность - это способность материалов отталкивать влагу. Впитывая влагу, изоляционный слой будет разбухать, и в результате может полностью утратить свои свойства, а также нанести ущерб стенкам самого здания. То есть в результате такая изоляция будет действовать исключительно во вред.

Как происходят теплопотери

Чтобы хорошо понимать, для чего нужны современные теплоизоляционные материалы, стоит досконально разобраться в том, за счет чего здание теряет полученное тепло. Какой бы совершенной ни была система отопления, если не учесть все факторы потерь, жить в строящемся доме будет невозможно.

Основная часть теплопотерь происходит не через стены. Если они сложены профессионально, то не промерзают без дополнительного утепления. Обычно всего 20 % теплопотерь приходится на стены здания. Через кровлю уходит еще около 20 % тепла, примерно 10 % забирают окна. Вы удивитесь, но порядка 50% всего тепла уходит через вентиляцию. Контролировать это очень сложно, поскольку приток свежего воздуха и удаление влаги необходимы постоянно.

Мы подробно поговорим про возможности уменьшения потерь тепла по каждому из этих пунктов. А вот что касается вентиляции, то можно порекомендовать, уходя из дома, полностью закрывать ее. Есть сегодня сложные и дорогие системы искусственной вентиляции, которые предварительно прогревают заходящий с улицы воздух. Но их установка тоже связана с затратами.

Тепловое излучение и теплообмен

Однако мы еще не закончили. Теплопроводность теплоизоляционных материалов крайне важно учитывать, так как иначе все ваши усилия по отоплению жилища будут в прямом смысле улетать в трубу. Если не учитывать потери на вентиляцию помещения, то примерно 65 % от остающегося тепла уходит именно на тепловое излучение. Ваши дома являются настоящими батареями, которые старательно обогревают улицу.

Что же с этим делать? Нужно использовать отражающие материалы, например фольгу. Конечно, не везде это возможно. Например, окна все равно будут источником потерь. В этом случае рекомендуется выбирать специальные стекла, которые тоже обладают отражающей способностью.

Есть еще один показатель, который называют теплообменом. Предотвратить это невозможно, но учитывая физические свойства того или иного материала можно сделать постройку более эффективной в рамках сохранения тепла.

На какие виды делится теплоизоляция

Если рассматривать современные материалы и техники строительства, то все виды теплоизоляции можно разделить по трем основным типам. Исходя из этого, можно планировать применение теплоизоляционных материалов. Пока давайте выделим два основных вида теплоизоляции:

• Отражающая. Про это мы уже сегодня говорили, потери тепла уменьшаются за счет отражения инфракрасного излучения. Для этого прекрасно подходит фольга, а также современные материалы с ее использованием. На современном рынке есть фольгоизол, фольгопласт, изолон и многие другие.
• Предотвращающая потери за счет теплопроводности, водопоглощения и паропроницаемости.

Каждое строящееся здание может использовать оба представленных выше вида. Более того, именно оптимальное соотношение разных видов теплоизоляции позволяет создать действительно качественное здание. Вам не придется в нем мерзнуть или перестраивать все заново уже на следующий год. Не забывайте, что в этом случае финансовые потери будут действительно очень значительными.

Основные виды материалов по виду основного сырья

Теплоизоляционные материалы для стен можно условно разделить на три больших группы. Давайте рассмотрим их по отдельности. Первая и самая большая - это органические материалы. Соответственно, их получают с использованием органических веществ. Это, прежде всего, разнообразные пенопласты, например пенополистирол. Они имеют значительный недостаток - низкую огнестойкость. Поэтому при использовании данных материалов необходимо дополнительно закрывать их защитным слоем из штукатурных фасадов. Давайте перечислим материалы, которые подходят под данную маркировку, и рассмотрим основные свойства.

Органические теплоизоляционные материалы

• Первыми в этом списке стоит отметить плиты древесно-волокнистые. Они изготавливаются из растительных волокон, являются полностью натуральными и экологичными. Используются они очень широко, самое главное, чтобы конструкция была защищена от влаги. Такие плиты могут изготавливаться любой толщины и твердости (твердые, сверхтвердые, полутвердые, а также изоляционные).
• Торфоплиты - недорогой и достаточно теплый материал, который предназначается для теплоизоляции строительных конструкций.
• Соломит и камышит. Дешевые и легкие, они практически не используются в северных регионах.

Эти теплоизоляционные материалы и изделия отличаются низкой водостойкостью, а также подвержены разложению. Поэтому в строительстве используются сегодня сравнительно редко, только при большой необходимости.

Неорганические утеплители

А мы продолжаем рассматривать теплоизоляционные материалы. Характеристики в статье представлены в кратком виде, но дают основное представление, что важно, когда нужно сделать выбор. К неорганическим утеплителям относят минеральную вату и изделия из нее, асбестовые изделия, пенобетоны и ячеистые бетоны, а также пеностекло. Давайте поговорим про все эти виды теплоизоляционных материалов по отдельности.

Где нужна теплоизоляция

Классификация теплоизоляционных материалов стала более или менее понятной. А вот как их использовать, чтобы дом оставался теплым долгие годы - это большой вопрос. Утеплить дома можно все - от фундамента и до крыши, и, конечно, это легче всего сделать в момент строительства. Однако есть нюансы, согласно которым эта процедура будет выполнена более эффективно.

Утепляем стены

Современное фасадное утепление - это сложная система, которая включает в себя множество элементов. Причем если какие-то ее части будут подобраны неправильно, то эффективность утепления существенно снизится. Это происходит чаще всего из-за неправильного крепежа, который образует мостики холода между утепляемой стеной и окружающей средой. При монтаже очень важно следить, чтобы выбранный материал плотно прилегал к изолируемой поверхности, заполнял весь предусмотренный для этого объем и полностью исключал наличие щелей. Для этих целей прекрасно подходит минеральная вата, а также различные пенопласты, для внутреннего наполнения многослойной конструкции могут применяться и древесные плиты различного состава. Конечный выбор зависит в первую очередь от финансовых возможностей.

Утепляем крышу

Через нее тоже в атмосферу уходит много тепла, поэтому стоит побеспокоиться, чтобы это предотвратить. Не забывайте и о безопасности, в кровельных конструкциях используется дерево, которое является пожароопасным. Поэтому теплоизоляция должна быть 100 % негорючей. Второй важнейший фактор - это паро- и водопроницаемость. Утеплитель должен свободно пропускать водяные пары, но при этом не быть гигроскопичным. При увеличении влажности всего на 5 % теплоизоляционная возможность снижается почти на 50 %.

Грамотный выбор материалов позволяет превратить чердачное помещение в жилое. В результате можно будет сделать там уютную кладовую, гардеробную или спальню. Требование к кровле очень жесткие. Вам потребуется выбирать только самые качественные материалы. Это основание, или плита перекрытия, теплоизоляция, пароизоляция и гидроизоляция. То есть вам придется делать несколько изоляционных слоев, чтобы добиться действительно хороших результатов.

Полы в жилых комнатах

Чаще всего именно на полу играют дети, поэтому очень важно утеплить их, чтобы предотвратить различные заболевания, связанные с переохлаждением. Их требуется утеплить еще и потому, что слой теплоизоляции служит хорошим поглотителем звука. При этом утеплитель следует подбирать с учетом особенностей укладки самой конструкции. В этом случае изоляционный слой не подвергается нагрузкам, поэтому жесткость ему не нужна. Можно выбрать легкие плиты из каменной ваты.

Как видите, нюансов огромное количество, поэтому перед началом строительства нужно обязательно проконсультироваться с профессионалами. Рассмотрев готовый проект, они смогут подобрать для вас оптимальные материалы и помогут сделать дом уютным и теплым.

Решили сделать свое жилище энергоэффективным, чтобы тратить меньше средств на его отопление, или просто утеплить стены, чтобы сделать проживание в нем более комфортным, но при этом не знаете, на каком материале остановить свой выбор? Ведь хочется, чтобы он был качественным, не пропускал воду, не слишком утяжелял конструкцию, был паропроницаемым, не боялся грибка и плесени и при этом - желательно не слишком дорогим, не оказывал негативных влияний на жизнедеятельность человека, а лучше - был натуральным. Представленные на современном рынке теплоизоляционные материалы поражают своим разнообразием, среди которого нелегко сделать правильный выбор. В рамках данной статьи мы определимся, на какие характеристики следует обратить внимание, какие достоинства и недостатки имеют те или иные виды материалов и из чего они сделаны.

Для начала давайте выясним, для чего нужны такие материалы и что они собой представляют.

Основной функцией теплоизоляционного материала является предотвращение потери тепла из изолируемого помещения, например, в холодное время года, и проникновению тепла внутрь - жарким летом. Передача тепла обусловлена движением молекул, которое невозможно остановить полностью, но можно снизить. Так, в неподвижном сухом воздухе молекулы движутся медленнее всего. Именно это свойство и было взято в основу производства теплоизоляционных материалов, представляющих собой воздух, упакованный различными способами: в порах, ячейках, капсулах.

Характеристики теплоизоляционных материалов

Выбирая тот или иной изоляционный материал, следует обратить внимание на несколько основополагающих характеристик.

Коэффициент теплопроводности (лямбда - λ) - главный показатель для теплоизоляционных материалов. Он показывает количество теплоты, которое проходит сквозь материал, имеющий толщину 1 м и площадь 1 м2 , за один час при условии, что разница температур на противоположных поверхностях составляет 10 °С. Например, коэффициент теплопроводности сухого воздуха составляет 0,023 Вт/(м*С). На величину теплопроводности влияют другие характеристики материала: пористость, влажность, температура, химический состав и другие.

Пористость - процент воздушных пор в общем объеме изделия. Может составлять 50% и более. В некоторых ячеистых пластмассах доходит до 90 - 98 %. Поры могут быть открытыми, закрытыми, мелкими или крупными. Очень важным является их равномерное распределение внутри материала.

Влажность - количество влаги, содержащейся в материале. Данный параметр влияет на теплопроводность. Так как вода очень хорошо проводит тепло, материал, насыщенный водой - мокрый, не будет выполнять свои функции.

Водопоглощение - способность материала впитывать воду при прямом контакте с ней. Очень важный момент для наружной изоляции, которая может находиться под осадками, для внутренней изоляции в помещениях с повышенным уровнем влажности. Если материал будет впитывать воду, его свойства будут падать.

Паропроницаемость - количество водяного пара, проходящее через материал, толщиной 1 м и площадью 1 м2, за 1 час при условии, что температура одинакова с обеих сторон материала, а разность парциального давления пара равна 1 Па. Данный параметр влияет на необходимость обустройства дополнительной пароизоляции.

Плотность материала влияет на его массу. По ней можно высчитать, насколько будет утяжелена конструкция, если использовать тот или иной материал определенной толщины.

Биостойкость определяет, возможно ли развитие грибков, плесени и другой патогенной флоры на поверхности или внутри структуры материала.

Теплоемкость материала важна в регионах с частой сменой температур. Она показывает количество тепла, которое может аккумулировать теплоизоляция.

Существуют и другие характеристики: огнестойкость, прочность, морозостойкость, прочность на изгиб и показатели пожарной безопасности. При выборе материала на них также стоит обратить внимание, а также на еще один показатель, не имеющий прямого отношения к конкретному теплоизоляционному материалу:

Коэффициент U - способность конструкции пропускать тепло. Будь то стены, потолок или пол, в зависимости от материалов, из которых они выполнены, могут пропускать тепло в разном количестве и с разной скоростью. Данный коэффициент является комбинированной величиной, в расчет которой входят все использованные послойно материалы и воздушные промежутки между ними. От значения коэффициента U конкретного здания или конструкции будет зависеть, какой теплоизоляционный материал можно использовать, и какая требуется толщина этого материала.

Теплоизоляционные материалы для стен

На сегодняшний день производство теплоизоляционных материалов налажено, как из неорганического сырья, так и органического. Рассмотрим их отдельно по причине их различного влияния на окружающую среду и человека, а также условий утилизации.

Теплоизоляционные материалы из неорганического сырья

Минеральная вата является, пожалуй, самым распространенным материалом на данный момент. Производится из минерального сырья: доломитов, базальтов и других ископаемых. Полученные в результате расплавления минералов волокна скрепляются связующим веществом, в качестве которого часто выступает фенолформальдегидная смола. Легкость производства обусловила низкую цену на данный материал.

Преимущества минеральной ваты:

• Хорошие теплоизолирующие свойства.
• Практически не впитывает влагу.
• Морозостойкая.
• Может служить дополнительной звукоизоляцией.
• Не горит.
• Долговечная.
• Не меняет своих характеристик.
• Не подвержена гниению.
• «Дышит».

Недостатки:

• Недостаточно прочная.
• Требует пароизоляции.
• Требует гидроизоляции.
• Фенолформальдегид - токсичное вещество.

Форма выпуска: рыхлая вата, маты, цилиндры, плиты с разной плотностью (легкие, мягкие, полужесткие, жесткие).

Каменная вата производится из горной породы диабаза путем расплавления и превращения жидкой массы в волокна. Такой материал на 99 % состоит из воздуха и только на 1 % из горной породы. Используется для утепления стен и других конструкций повсеместно.

Преимущества каменной ваты:

• Обеспечивает звукоизоляцию.
• Не горит.
• Не подвержена гниению.
• Препятствует распространению огня. Плавится при температуре 1000 °С.

Недостатки:

• Энергоемкий процесс производства.
• Требует специальной утилизации.

Пеностекло (ячеистое стекло) производится из стеклянного порошка путем его спекания с газообразователями. Воздух занимает 80 - 95 % материала.

Преимущества пеностекла:

• Прочное. Можно вбивать гвозди.
• Водостойкое.
• Морозостойкое.
• Не горит.
• Не подвержено гниению.
• Долговечное.

Недостатки:

• Не «дышит» (требуется дополнительная вентиляция).
• Дорогое.

Вулканическая порода. При нагревании увеличивается в несколько раз, из-за чего процесс производства напоминает создание попкорна. Используется для теплоизоляции с середины прошлого века.

Преимущества перлита:

• Экологически чистый материал.
• Не горит.
• Не поглощает влагу.
• Не оседает.
• Устойчив к гниению и влиянию патогенной флоры
• Прост в использовании (можно засыпать или задувать в пустоты).
• Утилизируется компостированием (улучшает качества почвы).

Недостатки:

• Может высыпаться из пустот во время прокладки в стенах труб или кабелей.

К теплоизоляционным материалам из неорганического сырья также относятся различные теплоизоляционные бетоны: газобетон , ячеистый бетон , пенобетон . А также бетоны с заполнителями: керамзитобетон , перлитобетон , полистиролбетон .

Полимерная теплоизоляция

Имеет цельную, прочную микроструктуру. Ячейки закрыты, непроницаемы и заполнены воздухом. Ни вода, ни воздух не могут проникать из ячейки в ячейку.

Преимущества экструдированного пенополистирола:

• Хорошие показатели теплопроводности.
• Инертен по отношению к большинству веществ.
• Не впитывает влагу.
• Прочнее пенопласта.

Недостатки:

• Горючий (в процессе горения выделяет токсичные вещества).
• Не «дышит».

Представляют собой маленькие шарики, скрепленные между собой. Могут производиться как прессовым, так и беспрессовым способом.

Преимущества полистирольных пенопластов:

• Недорогие.
• Прочные.
• Хорошо теплоизолируют.
• Удобны в монтаже.

Недостатки:

• Под действием солнечных лучей желтеют и распадаются.
• Не «дышат».
• Горят.
• При проникновении влаги разрушается структура.

Представляет собой жидкий теплоизолирующий материал. При смешении ингредиентов с воздухом образуется мелкодисперсный аэрозоль, который можно напылять на поверхность с любой геометрией.

Преимущества пенополиуретана:

• Потрясающая эластичность материала.
• Устойчив к грибкам и плесени.
• Можно утеплять неровные поверхности.
• Легкий монтаж, не занимающий много времени.
• Не имеет стыков.

Недостатки:

• Горит, выделяя токсичные вещества.
• Не «дышит».
• Для монтажа требуется специальная установка.

Теплоизоляционные материалы из органического сырья

Бумага используется для утепления с середины прошлого столетия. Такие материалы представляют собой гранулы, полученные из газет и другой макулатуры. Для задувания этих гранул в пустоты в стенах необходима помощь специалистов.

Преимущества теплоизоляционных материалов на основе бумаги:

• Не горят (обрабатываются нейтральными солями).
• Отталкивают воду.
• Хорошо заполняют полости.
• Легкие в использовании.
• Не приносят вреда окружающей среде.
• Утилизируются обычным компостированием.
• Устойчивы к грибкам.

Недостатки:

• Ограниченная сфера применения из-за специфической формы изделия - гранул.

Лен используется в качестве утеплителя довольно редко, в основном теми, кто заботится об окружающей среде и своем здоровье. Причина неповсеместного распространения материалов из льна - высокая цена. Хотя со временем прогнозируют ее снижение.

Преимущества льняных утеплителей:

• Превосходные изоляционные качества.
• Не требуют дополнительной пароизоляции.
• Утилизируются сжиганием или компостированием.
• Абсолютно натуральные.
• Устойчивы к грибкам и микроорганизмам.

Недостатки:

• Трудно режутся.
• Необходима дополнительная противопожарная защита.

Древесное волокно (целлюлозная вата) на данный момент считается одним из самых известных органических теплоизоляционных материалов. Представляет собой древесный материал, измельченный до состояния ваты. Производится как в сыпучем виде, так и в плитах. Используется для задувания в полости стен.

Преимущества целлюлозной ваты:

• Повышенные теплоизоляционные свойства.
• Служит звукоизоляцией.
• Проста и удобна в применении.
• Компостируется.

Недостатки:

• Подвержена гниению и грибку.
• Не может быть использована для изоляции полых стен старых зданий.
• Для повышения огнеупорных качеств добавлен полифосфат аммония.

Производится из коры пробкового дуба без использования синтетических веществ. Пробка является еще одним абсолютно натуральным утеплителем, как и лен.

Преимущества пробки:

• Не гниет.
• Не поддается усадке.
• Прочная на сжатие и изгиб.
• Легкая.
• Долговечная.
• Инертна к большинству веществ.
• Не горит (но тлеет).
• Во время тления не выделяет вредных веществ.

Недостатки:

• Обработана противогорючими пропитками.

Сравнение теплоизоляционных материалов

Перед тем как выбирать материал для утепления, желательно проконсультироваться со специалистами. Исходя из материала стен, их толщины и условий эксплуатации (климата), они посоветуют, какие материалы могут подойти в конкретном случае и какова должна быть их толщина. Если Вы не услышали в списке предложенных вариантов тот материал, которые хотели бы использовать, уточните этот нюанс. Возможно, данный материал просто выпал из внимания специалиста, а может он категорически не подходит для данной конструкции.

Выделить однозначно лучший теплоизоляционный материал невозможно. Все они в той или иной степени хороши для конкретных целей. Выбор зависит в первую очередь от теплоизоляционных свойств и от личных предпочтений и финансовых возможностей.

Например, обустраивая абсолютно экологичный дом из дерева, будет абсурдным использовать для утепления пенополистрол или пенопласт. Имеет смысл обратить внимание на натуральные материалы: лен, бумагу, целлюлозу и пробку.

В строительстве современных многоэтажных домов повсеместно используется пенопласт и другие полимерные материалы, так как их цена невелика, они просты в монтаже и имеют хорошие показатели теплопроводности. Но о влиянии таких материалов на жизнедеятельность человека в основном никто не задумывается. Застройщикам достаточно того, что производитель заверил в безопасности продукта.

В представленной таблице использования теплоизоляционных материалов:

Серым цветом обозначен правильный выбор;

Желтым цветом обозначены варианты, которые следует осуществлять с учетом пожарной безопасности;

Красный цвет - нельзя использовать.

Как видно из таблицы, любой из представленных в статье материалов хорош на своем месте: некоторые лучше использовать для утепления стен, другие - полов, третьи - чердаков и крыш. Даже для устройства теплоизоляции внутри здания или снаружи подойдут разные материалы.

Публикаций: 77

Самый лучший теплоизоляционный материал из всех существующих

Разные бывают теплоизоляционные материалы. Но одни не так прочны и долговечны, как хотелось бы, другие пропускают воду или горючи, с третьими ещё что-то не так. Но есть один современный теплоизолятор, с которым другим пока что тягаться просто нереально. Более того, этот материал настолько уникален, что его невозможно однозначно отнести к какой-либо группе строительных материалов. Это пеностекло.

Фото 1. Гранулы пеностекла

Пеностекло представляет собой пористый материал, состоящий из множества не сообщающихся стеклянных ячеек. Его получают путём вспенивания перемолотого стеклобоя в газовых печах, после чего масса резко охлаждается, образуя жёсткую структуру. В качестве сырья используются промышленные отходы стекла. Благодаря своему составу и строению пеностекло сочетает в себе уникальный ряд свойств.

Первые постройки с использованием пеностекла в качестве теплоизоляционного материала были сооружены ещё в середине XX века в Канаде, и с тех пор их количество стремительно увеличивается. Ведь технические характеристики и широкий спектр применения пеностекла произвели настоящую революцию в области строительных материалов!

Преимущества пеностекла перед другими теплоизоляторами:

• Низкая теплопроводность. Большое количество ячеек, разделённых тонкими перегородками из стекла, делает теплопроводность этого материала практически равной нулю.
• Стена из пеностекла в 10 см толщиной по теплоизоляционным свойствам сравнима с 1 м стены из кирпича!
• Водо- и паронепроницаемость. Ячейки материала являются водонепроницаемыми. Влага может скапливаться только в разрушенных ячейках на поверхностных слоях. Пеностекло является лучшим материалом для гидроизоляции. Оно идеально для ограждающих конструкций бассейнов и изоляции трубопроводов. Технология применения гранул в слое теплоизоляции позволяет выводить влагу естественным путём.
• Огнестойкость. Пеностекло не горит, не выделяет газов и паров при нагреве и поэтому успешно применяется для ограждающих конструкций в зонах повышенной пожароопасности. Температура применения стекла возможна в пределах от -200 до +6000 С.
• Прочность. Благодаря всё той же ячеистой структуре, пеностекло имеет высокую прочность при низкой плотности. Это позволяет использовать материал при возведении мансард без усиления конструкций здания или в виде дополнительной лицевой декоративной поверхности для защиты от влаги. Да что тут говорить, по прочности он не уступает бетону.
• Хим- и биостойкость при абсолютной экологичности. Пеностекло - это неорганический материал, который не подвержен воздействию окружающей среды и активных веществ. Его основа - стекло, не выделяющее никаких вредных соединений и соответствующее всем санитарным и экологическим нормам. Поэтому при планировании, например, зимнего сада или газона на крыше, пеностекло выступит в качестве лучшего кровельного материала.
• Долговечность. Совокупность вышеперечисленного обуславливает длительный срок эксплуатации, при этом свойства материала со временем не ухудшаются.
• Лёгкость обработки и монтажа. Очень просто обрабатывается любым столярным инструментом и склеивается любой строительной смесью или клеем. Прилипание осуществляется не только благодаря адгезии, но и за счёт того, что поверхность пеностекла весьма фактурная, что обеспечивает хорошее механическое сцепление с помощью затвердевающего состава.

Фото 2. Пеностекло легко обрабатывается

Пеностекло универсально, оно может применяться в качестве конструкционного материала, в качестве утеплителя или декоративной облицовки. То есть в бескаркасном малоэтажном строительстве пеностекло способно полностью заменить "пирог" стены. При применении в многоэтажном строительстве за счёт многофункциональности и малого веса упрощается конструктив здания, снижается нагрузка на фундамент и каркас.

Фото 3. Укладка плит пеностекла

Дальнейшее развитие технологии способно решать такие проблемы застройки как повышение энерго- и теплоэффективности, а также срока эксплуатации жилья при снижении сроков стройки, трудозатрат и стоимости работ в целом.

Пеностекло изготавливается в виде:

• Блоков и плит разного размера, плотности и декора;
• Щебня (крупные неровные фракции);
• Гранул, которые можно использовать в насыпном виде, включать в состав блочных изделий, плит, дренажа, изделий из бетона. Термоизоляция в виде гранул особо пригодна для сооружений сложных геометрических форм;
• Различных формованных изделий, например, муфты заданного диаметра для изоляции трубопроводов и теплотрасс.

В нашей стране применение пеностекла в строительстве пока ещё не отработано. Действующие предприятия, коих немного, работают в основном по старой технологии, при которой производственный процесс сопровождается выделением сероводорода. Поэтому полученный материал можно использовать только в качестве прослойки - например, утеплителя - так как его необходимо изолировать от внутренних поверхностей помещений. И несмотря на то, что обычный утеплитель проигрывает в качестве даже такому пеностеклу в разы, компаниям-застройщикам выгоднее не менять свои предпочтения, выбирая экономию и доход вместо высоких эксплуатационных характеристик.

Как выбрать теплоизоляционный материал, который Вам нужен? Для этого надо понимать как работает теплоизоляция, а для этого немного погрузимся в науку.

Теплоизоляционные материалы. Введение

Теплоизоляционные материалы - это строительные материалы и изделия, которые обладают малой теплопроводностью, предназначены для:

• Тепловой защиты зданий;
• Для технической изоляции (для изоляции различных инженерных систем, например труб);
• Защита от нагревания (теплоизоляция холодильных камер).

Существуют три вида теплопередачи:

Теплопроводность, конвекция и излучение.

Три вида теплопередачи

Теплопроводность - это перенос тепла за счет движения молекул. Теплоизоляционные материалы замедляют движение молекул. Но остановить это движение совсем невозможно. Наилучший коэффициент теплопроводности -это теплопроводность сухого воздуха (неподвижного) составляет 0,023 Вт/(м*С), другими словами молекулы медленнее всего движутся в сухом воздухе. Поэтому, при производстве строительных материалов используют основной принцип - удержание воздуха в порах или ячейках материала. И следовательно, чем ниже коэффициент теплопроводности - тем лучше теплоизоляция. Так что, как правило, теплоизоляционные материалы - это правильно упакованный воздух.

Вот так выглядят при увеличении теплоизоляционные материалы:

Пенопласт

Базальтовая вата

Пеностекло

Как видно на фотографиях, сам материал (стенки ячеек или волокна) занимает минимум места, главная их задача «задержать» воздух.

Материалы, имеющие очень низкий коэффициент теплопроводности, называют теплоизоляторами. Если теплоизоляция применяется для удержания тепла внутри изолируемого объекта, такие материалы могут называться утеплителями. Но сейчас уже никто не разграничивает эти два понятия. Теплоизоляцию называют утеплителем и наоборот.

И также существует отражающая теплоизоляция, которая сохраняет тепло за счёт отражения инфракрасного "теплового" излучения. О ней расскажу отдельно, после обзора основных материалов.

Основные характеристики теплоизоляционных материалов

Основной характеристикой является теплопроводность .

Коэффициент теплопроводности λ - характеризует теплопроводность материала, он равен количеству теплоты, проходящей через материал толщиной 1 м и площадью 1 м2 за час при разности температур на двух противоположных поверхностях в 10°С . Измеряется в Вт/(м*К) или Вт/(м*С). Теплопроводность зависит от влажности материала (вода проводит тепло в 25 раз лучше, чем воздух, то есть материал не будет выполнять свою теплоизолирующую функцию, если он мокрый) и его температуры., химического состава материала, структуры, пористости.

Пористость - доля объема пор в общем объеме материала. Для теплоизоляции пористость начинается от 50% и до 90...98% (например, у ячеистых пластмасс). Она определяет основные свойства теплоизоляции: плотность, теплопроводность, прочность, газопроницаемость и др. Важно равномерное распределение воздушных пор в материале и характер пор. Поры бывают открытые, закрытые, крупные, мелкие.

Кроме этого, важны и другие характеристики:

Плотность - отношение массы материала к занимаемому ним объему, кг/м3 .

Паропроницаемость - величина, численно равная количеству водяного пара в миллиграмах, которое проходит за 1 час через слой материала площадью 1 кв м и толщиной 1 м при условии, что температура воздуха у противоположных сторон слоя одинакова, а разность парциального давления водяного пара равняется 1 Па.

Влажность - содержание влаги в материале. Очень важной характеристикой является сорбционная влажность (равновесная гигроскопическая влажность материала, при различной температуре и относительной влажности воздуха).

Водопоглощение - это способность материала впитывать и удерживать в порах влагу при прямом контакте с водой. Определяется количеством воды, поглощаемым материалом с нормальной влажностью когда он находиться в воде, к массе сухого материала.

Значительно снизить водопоглощение минеральной ваты помогает гидрофобизация (вводят специальные добавки, отталкивающие влагу)

Биостойкость - способность материала противостоять действию микроорганизмов, грибков и некоторых видов насекомых. Микроорганизмы живут там, где есть влага, поэтому для повышения биостойкости теплоизоляция должна быть водостойкой.

Огнестойкость - способность конструкций в течение определенного времени выдерживать без разрушения воздействие высоких температур. Подробнее об этом в документе ПОЖЕЖНА БЕЗПЕКА ОБ’ЄКТІВ БУДІВНИЦТВА ДБН В.1.1.7-2002.

Прочность - предел прочности при сжатии колеблется от 0,2 до 2,5 МПа. Если прочность при сжатии выше 5 МПа, то материалы называют теплоизоляционно-конструктивными и используют для несущих ограждающих конструкций.

Предел прочности при изгибе (показатель для плит, скорлуп, сегментов) и предел прочности при растяжении (для матов, войлока и т. п.) нужны для того, чтобы определить достаточна ли прочность для сохранности материала при транспортировании, складировании, монтаже.

Температуростойкость - это температура, выше которой материал изменяет свою структуру, теряет механическую прочность и разрушается, а органические материалы могут загораться.

Теплоемкость - это количество теплоты, аккумулированное теплоизоляцией, кДж/(кг°С). Важная характеристика в условиях частых теплосмен.

Морозостойкость - способность выдерживать многоразовое изменение температур от стадии замораживания до стадии оттаивания попеременно, без видимых признаков нарушения структуры.

Виды теплоизоляционных материалов можно разделить на некоторые группы.

Неорганические материалы и изделия (волокнистые теплоизоляционные материалы)

Минеральная вата

Любой волокнистый утеплитель, получаемый из минерального сырья (мергелей, доломитов, базальтов и др.) Минеральная вата высокопористая (до 95% объема занимают воздушные пустоты), поэтому у нее высокие теплоизоляционные свойства. Вот эту схемка поможет Вам разобраться в названиях материалов:

Волокно, которое получают из расплава, скрепляется в изделие с помощью связующего, (чаще всего это фенолформальдегидная смола). Есть изделия, которые называются прошивные маты - в них материал зашивается в стеклоткань и прошивается нитками.

Таблица 1. Виды теплоизоляционных изделий и их характеристики

Минеральная вата занимает одно из первых мест среди теплоизоляции, связано это с доступностью сырья для ее производства, несложной технологией получения, и как следствие - доступной ценой. О ее теплопроводности сказано выше, отмечу следующие ее достоинства :

• Не горит;
• Мало гигроскопична (при попадании влаги тут же ее отдает, главное - обеспечить вентиляцию);
• Гасит шум;
• Морозостойкая;
• Стабильность физических и химических характеристик;
• Длительный срок эксплуатации.

Недостатки:

• При попадании влаги теряет теплоизолирующие свойства.
• Требует пароизоляционной и гидроизоляционной пленки при монтаже.
• Уступает по прочности (например, пеностеклу).

Маты и плиты из базальтовой ваты

Высокие теплоизолирующие свойства;

Выдерживает высокие температуры, не теряя теплоизолирующие свойства;

Базальтовая вата

Таблица 2. Применение базальтовой ваты и ценообразование

За основу брались средние цены на вату европейского производства.

Стекловата

Производят ее из волокна, которое получают из того же сырья, что и стекло (кварцевый песок, известь, сода).

Стекловата

Выпускают в виде рулонных материалов, плит и скорлуп (для трубной изоляции). В целом ее достоинства такие же (см. минеральная вата). Она прочнее базальтовой ваты, лучше гасит шум.

Недостаток температуростойкость стекловаты 450°С, ниже, чем у базальтовой (речь идет о самой вате, без связующего). Эта характеристика важна для технической изоляции.

Таблица 3. Характеристика стекловаты и ее ценообразование

За основу брались средние цены на стекловату европейского производства.

Пеностекло (ячеистое стекло)

Производят его путем спекания стеклянного порошка с газообразователями (например известняком). Пористость материала 80-95%. Это обуславливает высокие теплоизоляционные свойства пеностекла.

Пеностекло

Достоинства пеностекла:

• Очень прочный материал;
• Водостойкий;
• Несгораемый;
• Морозостойкий;
• Легкий при механической обработке, в него даже можно вбивать гвозди;
• Срок его службы практически неограниче;
• Его «не любят» грызуны
• Оно биологически стойкое и химически нейтральное.

Паронепроницаемость пеностекла - так как оно не «дышит» , это нужно учитывать, при обустройстве вентиляции. Также его «минус» это цена, оно дорогое. Поэтому оно и применяется в основном на промышленных объектах для плоских кровель (там где нужна прочность, и где оправдываются денежные затраты на такую теплоизоляцию). Выпускают в виде блоков и плит.

Таблица 4. Характеристика пеностекла

Кроме перечисленных материалов, есть еще целый ряд материалов, которые также относят к данной группе материалов неорганических теплоизоляционных материалов.

Теплоизоляционные бетоны бывают: газонаполненные (пенобетон , ячеистый бетон, газобетон ) и на основе легких заполнителей (керамзитобетон , перлитобетон, полистиролбетон и т.п.).

Засыпная теплоизоляция (керамзит , перлит, вермикулит). Отличается высоким водопоглощением, неустойчива к вибрации, может дать усадку со временем, что приводит к образованию пустот, требует высоких затрат при монтаже. У нее есть и плюсы, например: керамзит обладает высоким уровнем морозоустойчивости и прочности. Стоимость керамзита - 350 грн/м3.

Теплоизоляционные материалы и изделия из различного растительного сырья

Целлюлозная вата

Целлюлозная вата

Целлюлозная вата - это древесноволокнистый материал, мелкозернистой структуры (например, Эковата). Состоит на 80% из древесного волокна и на 12% антипирена (борной кислоты) и на 7% из антисептика (буры). Методы укладки материала: мокрый и сухой. При мокром способе вату выдувают, что требует спец. установки. Выдувают ее во влажном состоянии. В ее волокнах находится вещество пектин, который обладает клейкостью при увлажнении. За счет этого вата и образует покрытие.

Сухой способ: можно использовать установку или просто ручная укладка. Просто засыпается вата и трамбуется до необходимой плотности.

Таблица 5. Характераристика целлюлозной ваты и ее ценообразование

Преимущества:

• Низкая цена;
• Монолитность (сплошной) теплоизоляционного слоя, и как следствие нет «мостиков холода»;
• Безопасна при производстве и монтаже;
• Хорошая теплоизолирующая способность;
• Наносится методом «напыления» это позволяет заизолировать самые углубления и зазоры, возможно утеплять неровные поверхности;
• Не нуждается в пароизоляции (она впитывает влагу и отдает, без ухудшения теплоизолирующих свойств, и влага не попадает на другие части конструкций).

Примечание: насчет "не нуждается в пароизоляции",- это не совсем так. Так заявляет производитель, но в жизни всё зависит от конструкции утепления. Например, в стене каркасного дома пароизоляция обязательна. Так что, лучше задавайте вопросы по конкретной конструкции, и нужно будет решать, какие слои там нужны.

Недостатки:

• Все-таки это материал в основном из древисины, горючий материал;
• Более трудоемкая в укладке;
• Низкая прочность на сжатие (не подходит для «плавающих» полов).

Древесноволокнистые(ДВП) и древесностружечные плиты (ДСП)

Листы ДСП и ДВП

При их производстве в основном используют древесные отходы, которые пропитывают синтетическими смолами или маслами, после чего их термически обрабатывают.

Существуют следующие виды ДВП: твердые, полутвердые, сверхтвердые, изоляционные, изоляционно-отделочные и мягкие.

Мягкие и используют как теплоизоляцию. Применяют для облицовки каркасных перегородок, стен и потолков зданий, как подкладочный материал под паркет. Они применяется для временных сооружений.

• Плотность - 250 кг/м3;
• Предел прочности при изгибе МПа - не менее 1,2;
• Водопоглощение за 2 часа, % - не более 30;
• Теплопроводность - Вт/м°C - не более 0,07;
• Древесностружечные плиты(ДСП);
• Плотность - 250 кг/м3;
• Предел прочности при изгибе МПа - не менее 5;
• Водопоглощение за 2 часа, % - не более 80;
• Теплопроводность - Вт/м°C - не более 0,058;
• Цены около 50 грн за м.кв.

Достоинства: применение плит ускоряет и удешевляет строительство. Дешевые.

Недостатки: Их нужно защищать от увлажнения и грызунов, насекомых, микроорганизмов. Горят.

Пробковая теплоизоляция

Теплоизоляция из пробки

Производят из коры пробкового дуба. Отличительные черты - материал экологичный, легкий, прочный на сжатие и изгиб, не поддается усадке и гниению. Материал легко режется (удобно работать с ним). Пробка химически инертна и долговечна (до 50 лет и более). Существуют: черный (чистый) и агломерат (агломерат - спекшиеся гранулы) - производится из пробковых гранул, скрепленных между собой суберином (натуральной смолой, также входящей в состав пробки) . При производстве агломерата не применяют синтетических веществ и материалов.

Белый агломерат агломерат производится из измельченной пробковой коры, которую прессуют при высокой температуре. В качестве связующего вещества здесь может выступать органический клей, смолы или желатин.

Материалы из пробки не горят, а только тлеют (при наличии источника открытого огня). Поэтому их обрабатывают составами, чтобы они были негорючими. При тлении пробка не выделяет вредных веществ.

В качестве теплоизоляции в основном применяют плиты толщиной 25-50 мм. Температура применения не выше 120°С.

Таблица 6. Характеристика пробкового теплоизоляционного материала

Цена - черный агломерат толщина 30 мм - 140 грн м2;

Цена - белый агломерат толщина 30 мм - 70 грн м2.

Полимерная теплоизоляция (Пенопласт)

Так называют не один материал, а целое семейство теплоизоляции. Кратко хочу сказать, что они бывают жесткими, полужесткими и эластичными, также деляться они на:

Термопластичные, размягчающиеся при повторных нагреваниях:

• пенополистиролы (ПС);
• пенополивинилхлориды (ПВХ).

Термонепластичные, отвердевающие при первом цикле нагревания и не размягчающиеся при повторных нагреваниях:

• пенополиуретаны (ПУ);
• материалы на основе фенольно-формальдегидных (ФФ);
• эпоксидных (Э) и кремнийорганических (К) смол.

Полистирольные пенопласты

Полистирольный пенопласт

Существует два метода производства - беспрессовый и прессовый. Внешне практически ничем не отличаются. Структура материала - это маленькие, скрепленные между собой шарики. Материал, произведенный прессовым способом более распространен. Обозначается он как ПС. Беспрессовый обозначается как ПСБ.

Достоинства:

• Прочный;
• Высокие теплоизолирующие свойства;
• Низкое водопоглощение;
• Недорогой;
• Удобен в работе;
• Практически не имеет нижней тепературной границы применения (поэтому подходит для холодильников).

Недостатки:

• Все таки влага проникает в материал, при замораживании, вода разрушает его структуру;
• Горючий;
• Подвержены деструкции от солнца (желтеют и распадаются);
• Не «дышит».

Пенополиуретан

Пенополиуретан получают при реакции двух жидких компонентов (изоционата и полиола), - в результате которой образуются микрокапсулы, заполненные воздухом. Если ингредиенты (изоционат и полиол) смешиваются воздухом, то образуется мелкодисперсная аэрозоль, которая наносится на поверхность. Этот процесс называется напыление пенополиуретана.

Достоинства:

• Возможность утеплять неровные поверхности;
• Нет стыков (сплошная изоляция);
• Экономит время монтажа;
• Широкий диапазоне температур применения (от -250°С до +180°С);
• Материал биологически нейтрален, устойчив к микроорганизмам, плесени, гниению;
• Высокоэластичный материал.

Недостатки:

• Горючий, при горении выделяет токсичные вещества;
• Требует специальной установки для задувки;
• Не «дышит».

Экструдированный пенополистирол

ЭППС

Свое название получил из за метода, которым его производят (экструзия). Имеет прочную, цельную микроструктуру, представляющую собой закрытые ячейки, заполненных газом (воздухом). Ячейки непроницаемы, потому что, в отличие от пенопласта, не имеют микропор, следовательно, проникновение газа и воды из одной ячейки в другую невозможно.

Достоинства:

• Прочнее пенопласта;
• Самый низкий показатель водопоглощения;
• Долговечность, не разрушается под действием солнца, атмосферных осадков;
• Низкая теплопроводность;
• Инертность (не вступает в реакцию с большинством веществ);
• Нетоксичный.

Недостатки:

• Горючий;
• Не «дышит».

Таблица 7. Характеристика экструдированного пенополистирола различной толщины

Вспененный каучук

Таблица 8. Характеристика вспененного каучука

Техническая изоляция на основе каучука (эластомера), проще резины. Производят в виде трубок и листов.

Вспененный полиэтилен

Вспененный полиэтилен

Техническая изоляция на основе полиэтилена. Производят также в виде трубок и листов. Также как техническая изоляция применяется базальтовая вата.

Анализ основных особенностей каучука, полиэтилена и минеральной ваты

Таблица 9. Сравнительная таблица характеристик теплоизоляционных материалов

Отражающая теплоизоляция

Отражающая теплоизоляция

Изготавливается из вспененного полиэтилена и алюминиевой фольги.

Применяется для:

• жилых, промышленных зданий;
• бань и саун;
• холодильных камер;
• изоляция технологического оборудования в промышленности;
• изоляция трубопроводов системы отопления, водоснабжения, вентиляции и кондиционирования;
• для транспорта (автомобили, и др.);
• дополнение к основному утеплению.

Таблица 10. Технические характеристики отражающей теплоизоляции

Достоинства:

• Отличные теплоизоляционные свойства, за счет отражения лучистой энергии повышает тепловое сопротивление конструкции, без увеличения ее объёма.
• Отличная пароизоляция.
• Снижение структурного шума.
• Стойкость к корозии, воздействию УФ-излучения, масло- бензо- стоек, не подвержен гниению.
• Долговечность материала до 100 лет при сохранении своих свойств.
• Удобство монтажа.

Недостатки:

• Работает только при наличии воздушной прослойки, важен правильный монтаж.
• Лучше теплоизолирует в жаркую погоду, чем в холодную (поэтому широко распространена в жарких странах).
• Не всегда есть нужная толщина изоляции, складывать толщину из 2х слоев экономически не эффективно, выгоднее скомбинировать с ватой.
• Стоимость 10-20 грн м2.

Выводы

В этой статья я перечислила самые популярные материалы на сегодняшний день. Есть много материалов, которые уже устарели. Постоянно появляются новые технологии и материалы. Как видно, выбор их большой, и это не случайно. Нет плохих или хороших материалов. Каждый материал хорош по своему, и выбор его зависит от:

• доступности материала;
• условий, при которых будет осуществляться монтаж;
• цены (сколько Вы готовы потратить на утепление);
• скорости монтажа (насколько Вам срочно нужно сделать работы);
• есть ли у Вас бригада, которая может произвести качественно работы и т.п.

Внимание: Цены актуальны для Украины и на 2009 год.