Все про теплоизоляцию

Забельская М. Все про теплоизоляцию // Будмайстер. 1999. №23. C.6-9

Определение "энергоэкономичный дом" постепенно становится понятным не только строителям, но и жильцам домов, которые на практике могут оценить их преимущества. Энергоэкономичность сегодня является существенной характеристикой здания, а в ближайшее время станет критерием хорошего проекта и качества выполнения строительства. Учитывая мировую тенденцию к экономии энергии, несложно предположить, что в этом процессе существенную роль призваны сыграть теплоизоляционные материалы.

Немаловажным при строительстве является вопрос выбора теплоизоляционного материала, обладающего, кроме высоких теплоизоляционных показателей, хорошими механическими характеристиками, минимальным водопоглощением, экологической чистотой. Правильность выбора теплоизоляции конструкции не только обеспечивает экономию энергии, но и позволяет защитить здание от разрушения и таким образом продлить его жизнь.

Анализ свойств изоляционных материалов показывает, что единого идеального варианта, объединяющего все желательные характеристики, включая высокий коэффициент изоляции, высокую механическую прочность, универсальность применения, низкую стоимость и удовлетворительную огнестойкость, просто не существует. Каждый материал обладает своими конкретными характеристиками, которые делают его предпочтительным для того или иного применения или метода строительства.

Комплекс теплоизоляционных материалов можно объеденить в несколько групп:

- утеплители на основе минеральных или стеклянных волокон. Наиболее известными на украинском рынке зарубежными марками таких утеплителей являются Isover, Mizol, Parok, Rockwool, URSA;

- утеплители из вспененного и экструдированного пенополистирола. Ассортимент изоляционных материалов этой группы достаточно разнообразен как по эффективности, так и по стоимости. Наиболее

известны марки утеплителей из экструдировнного пенополистирола Isofoam, "Стиродур" и "Стиропор";

- утеплители на основе вспученного перлита. В основном для их производства используют перлит, полученный на отечественных предприятиях;

- утеплители на основе вермикулита. Это достаточно эффективные утеплители, однако их использование ограничивается тем, что природный вермикулит приходится завозить из России;

- утеплители на КСВ-полуфабрикате, являющиеся новой разработкой украинских ученых;

- утеплители из натуральной пробки, представленные фирмами-производителями Ipocork и Wicander, входящими в концерн AMORI FOAM M GROUP;

- утеплители из вспененного стекла FOAMGLAS производства фирмы Pittsburgh Cornig Europe (Бельгия), имеющие отличные теплоизоляционные и эксплуатационные характеристики.

Использование того или иного вида теплоизоляционных материалов определяется их тепло-физическими характеристиками. Основными показателями качества утеплителя являются теплопроводность, тепло- и пожаростойкость, воздухопроницаемость, паропроницаемость, устойчивость к деформациям, прочность, звукопоглощение, химическая стойкость и технологичность.

Рассмотрим более подробно характеристики и области применения волокнистых утеплителей.

Волокнистая теплоизоляция

Современные волокнистые теплоизоляционные материалы изготавливаются из сверхтонких волокон, получаемых в результате плавления песка, соды, известняка, базальтовых пород или вторично используемого стекла. Из базальтовых пород или стекломассы при температуре 1500?С путем центрифугирования расплавленного сырья или методом вытягивания получают волокна. Одновременно добавляют связующие вещества. В качестве связующих в основном применяются фенолформальдегидные смолы, а для высокотемпературной технической изоляции связующее не используют. Процент связующего колеблется в зависимости от требуемой прочности изделия.

Волокна ваты прочно удерживают воздух, который составляет 98% от массы изделия и является отличным теплоизолятором. Структура волокон в изделии может быть продольной, вертикальной и смешанной ориентации. С точки зрения теплоизоляционных свойств наиболее эффективна смешанная структура волокна, дающая возможность повысить технико-эксплуатационные параметры при одновременном снижении веса изделий. Волокнистая теплоизоляция может выпускаться в виде рыхлой ваты, прошивных матов, полужестких и жестких плит, скорлуп для труб.

Сравнивая каменную вату со стекловатой, необходимо помнить, о какой именно стекловате идет речь. Так как знакомая многим советским строителям отечественная стекловата в Украине не производится и существует только в нашей памяти, то сравнивать можно лишь с импортной стекловатой. Что же представляет из себя импортная стекловолоконная теплоизоляция и чем она отличается от теплоизоляции из минерального волокна?

Между базальтовой и стекловолокнистой изоляцией существует ряд существенных различий:

1) температурный интервал применения базальтовых волокон от -269?С до +700?С, а стеклянных - от -60 до +450?С;

2) средний диаметр базальтовых волокон 4,7 мкм, а стекловолокна - 3,6 мкм, что обеспечивает более высокий коэффициент теплопроводности изделий, изготовленных на его основе;

3) Стекловолокно получают по TEL- процессу, чем и объясняется минимальная толщина волокон и отсутствие "корольков". Именно большее количество "корольков" в минеральной вате ухудшает показатели теплопроводности и увеличивает ее массу;

4) производство стекловаты дешевле (энергоэкономичней, т. к. имеет постоянный химический состав), следовательно стоимость изделий несколько ниже;

5) стекловата неустойчива к воздействию щелочей;

6) базальтовые волокна более прочные, поэтому при сминании ломается значительно меньше волокон;

7) базальтовая вата практически не впитывает воду (до 1% по массе), стекловата впитывает до 30% воды.

Использование сверхтонких волокон дает возможность выпускать материалы, заменяющие асбест, древесину и пр. и, при этом гарантировать пожарную безопасность, абсолютную защищенность от шума, надежную теплоизоляцию.

Сертификация волокнистых утеплителей в Украине не обязательна, однако большинство зарубежных фирм предпочитает сертифицировать свою продукцию. Это позволяет проектировщику заложить в проект этот материал и облегчает процесс провоза товара через границу. В Украине сертификационные испытания волокнистых утеплителителей проводятся отдельно на каждую группу изделий - плиты, скорлупы, маты и кровельные плиты.

Технические характеристики

* теплопроводность - способность материала передавать тепловой поток. Чем меньше величина коэффициента теплопроводности, тем эффективней изоляция. В значительной мере эта величина зависит от температуры, поэтому, как правило, производитель указывает значение коэффициента теплопроводности при 10?С. В соответствии с украинскими нормами теплопроводность должна указываться при 25?С, и на это следует обратить особое внимание, т. к. значение теплопроводности при 10?С существенно ниже.

Теплопроводность волокнистых утеплителей - 0,030 - 0,45 Вт/мК;

* плотность - одна из определяющих характеристик при выборе волокнистого утеплителя для того или иного вида конструкции. Волокнистые утеплители по плотности делятся на три группы:

* низкой плотности - до 60 кг/м3, используются в листовых конструкциях , каркасных строениях.

* средней плотности - до 120 кг/м3, в Основном используются в трехслойных конструкциях, для ветрозащиты и д. р.;

* высокой плотности - более 120 кг/м3, выдерживают большие нагрузки и применяются для утепления кровель, полов, террас;

* пожаростойкость. Изделия из минваты относятся к группе несгораемых или трудносгораемых строительных материалов по методу испытаний ГОСТ 12.1.044-89 и отвечают пожаротехническим показателям:

класс воспламенения I, класс распространения огня I. Обладая полной пожарной безопасностью, изделия могут применяться в стенах, крышах, перекрытиях различных типов;

* теплостойкость - способность материала сохранять изолирующие свойства при повышенных температурах. Для стекловолокнистой изоляции предусмотрена теплостойкоть - до 400?С, для базальтовой - до 750?С. Минераловатные промышленные изоляции выдерживают постоянную рабочую температуру до 1000?С;

* воздухопроницаемость - способность утеплителя пропускать воздушный поток. Это фактор, влияющий на теплоизоляционные свойства и зависящий от плотности изделия. При низких плотностях изделий в стенных конструкциях требуется применение ветрозащитной пленки. Полужесткие и жесткие изделия характеризуются низкой воздухопроницаемостью и могут быть использованы как термоизоляторы с функциями ветрозащиты;

* паропроницаемость - способность материала пропускать через свою толщу влажный воздух. Утепление минватой предотвращает процесс конденсации водяного пара и, следовательно, увлажнения элементов конструкции. Система "дышит" при одновременном обеспечении полного теплового комфорта помещения;

* химическая стойкость. Минеральная вата устойчива к маслам, растворителям, щелочам и умеренно кислым средам. Характеризуется гидрофобностью, незначительной сорбционной влажностью, низким водопоглощением. Сама по себе изоляция воду не впитывает, однако в толще ваты скапливаются и конденсируются водяные пары. Минвата не содержит коррозионных агентов, химически нейтральна;

* долговечность и устойчивость к деформациям. Волокнистоватные изделия сохраняют стабильность размеров, прочность соединения минеральных плит, что очень важно в акустических потолках и плоских крышах. В процессе старения изделия практически не деформируются и сохраняют теплоизоляционные свойства. Но при нарушении технологии эксплуатации (намокании, избыточном повышении температуры) происходит потеря связующего и изделие может терять свои свойства и первоначальную форму. Под воздействием вибрации происходит уплотнение ("утруска") митнваты. В значительной мере на долговечность влияет технология внесения связующего;

* прочность на растяжение и изгиб. Прочностные свойства отдельных сортов минваты значительно зависят от структуры волокон, количества связующего вещества и плотности. Полужесткие плиты выдерживают нагрузку 5кН/м2, жесткие плиты рассчитаны на нагрузку от 8кН/м2 до 25кН/м2, в зависимости от назначения. Плотность строительной ваты колеблется от 11 кг/м3 (для стекловолокнистой) до 240кг/м3. Мягкие изделия очень эластичны и плотно прилегают в конструкциях;

* звукопоглощение. Волокнистая изоляция - эффективный звукоизолятор для пола, стен и потолков, снижающий уровень шума приблизительно на 20%;

* технологичность - удобны при транспортировке и монтаже.



Особенности волокнистой теплоизоляции, которые следует учитывать в процессе эксплуатации

Важно отметить, что существенное влияние на теплопроводность утеплителя оказывает влажность воздуха в его толще. Если в результате повышения влажности теплопроводность изоляции увеличивается на 20%, то для компенсации тепловых потерь необходимо увеличить ее толщину. Например, при объемном содержании влаги 22% величина теплопроводности изменяется от 0,027 Вт/мК до 0,165 Вт/мК, и толщину изоляции, следовательно, придется увеличить в 6 раз. Особенно подвержены разрушению от влаги минераловатные плиты, которые вследствие длительного контакта с влагой частично или полностью перестают быть водоотталкивающими. Кроме того, попадание влаги в систему приводит к коррозии металлического крепежа и конструкций. Поэтому изоляцию еще до установки следует защищать от попадания влаги и при необходимости предусмотреть пароизоляционный слой.

Если рассматривать методы утепления, то более эффективным считается внешнее изолирование, т. к. точка росы в этом случае находится на внешней стороне строительной конструкции и конденсат может удаляться при помощи вентиляции. При установке утеплителя с внутренней стороны здания возникает опасность смещения точки росы на внутреннюю поверхность конструкции. Здесь будет происходить конденсация влаги, что вызовет намокание как самой стены, так и изоляции и приведет к значительным потерям тепла.

Волокнистые изоляционные материалы с вертикальным расположением волокна (ламелла) сжимаются более чем на 25% при эксплуатации и хороши для утепления фасадов и конструкций панелей "сэндвич". Использование же их в кровельной системе может привести к повреждению мембраны и прогибам из-за особенностей структуры волокон.



Ассортимент изделий строительной, промышленной и сантехнической изоляции

Область применения и ассортимент выпускаемых изделий из минеральной ваты достаточно разнообразен. Теплоизоляцио