Теплоизоляционные материалы: признаки, виды, свойства, область применения

Теплоизоляционные материалы, свойства, области применения. Основные современные теплоизоляционные материалы. Достоинства, недостатки.

Основные свойства теплоизоляционных материалов

Теплопроводность

В общем виде теплопроводность можно представить как функцию многих переменных.

У ряда материалов – особенно волокнистых – теплопроводность с увеличением средней плотности вначале резко уменьшается, а затем возрастает примерно пропорционально увеличению средней плотности материала. Это можно объяснить тем, что при очень малой средней плотности и большом количестве крупных пор теплопроводность с конвекцией растет. С ростом плотности увеличивается доля передачи тепла кондукцией.

Таким образом, можно констатировать, что теплопроводность является важнейшей технической характеристикой ТИМ. От нее зависит напрямую термическое сопротивление ограждения R(терм), кв.мК/Вт

Повышение эффективности теплоизоляции достигается применением высокопористых материалов и устройством многослойных конструкций с воздушными прослойками.

Пористость ТИМ колеблется от 70 % до 99,9 % по объему. Если поры материала заполнены воздухом, то при высокой пористости он имеет небольшую теплопроводность (теплопроводность воздуха равна 0,027 Вт/мК).

Температуростойкость является весьма важным свойством теплоизоляционных материалов, особенно при использовании их для изоляции промышленного оборудования, работающего при высоких температурах. Характеризуют температуростойкость материалов технической и экономической предельными температурами применения. Под технической температурой понимают ту температуру, при которой материал может эксплуатироваться без изменения технических свойств.

Паропроницаемость

ТИМ с сообщающимися открытыми порами пропускают значительное количество водяного пара, почти столько же, сколько воздуха. Благодаря малому сопротивлению паропроницаемости они почти всегда сухие; конденсация пара наблюдается в основном в следующем слое на более холодной стороне ограждения.

Во избежание конденсации водяного пара, теплая сторона должна обладать большей паронепроницаемостью, чем холодная сторона, а также воздухонепроницаемостью.

Воздухонепроницаемость

Теплоизолирующие свойства основываются на том, что предотвращается движение воздуха внутри изоляции .

Мягкие изоляционные материалы настолько хорошо пропускают воздух, что движение воздуха приходится предотвращать путем применения отдельной ветрозащиты. Жесткие изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью и не нуждаются в каких-либо специальных мерах. Они могут применяться также в качестве ветрозащиты.

Ветрозащитные свойства.

При устройстве теплоизоляции наружных стен и других вертикальных конструкций, воспринимающих напор ветра, следует помнить, что при скорости ветра 1 м/с и выше необходимо поверхность ТИМ покрывать ветрозащитным слоем. (См. «Общие рекомендации по использованию ТИМ»).

Химическая стойкость

Минеральные ТИМ обладают хорошей стойкостью к действию органических веществ, таких как масла и растворители. Также слабые кислые или щелочные вещества не вызывают проблем.

В условиях нормальной влажности они не способствуют коррозии, хотя и не могут предотвратить ее. Поэтому все металлические элементы должны быть выполнены из антикоррозийного материала.

Область применения

Применение теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет повысить степень индустриализации работ, поскольку они обеспечивают возможность изготовления крупноразмерных сборных конструкций и деталей, снизить массу конструкций, уменьшить потребность в других строительных материалах (бетон, кирпич, древесина и др.), сократить расход топлива на отопление зданий, уменьшить потери тепла в промышленных агрегатах. Теплоизоляционные материалы обеспечивают надлежащий комфорт в жилых помещениях, улучшают условия труда на производстве, снижают случаи травматизма.

Применение в строительстве, например, облегченных кирпичных стен вместо сплошной кирпичной кладки позволяет в 2-2,5 раза сократить потребность в кирпиче, цементе и извести, в 3 раза снизить массу конструкции, а также значительно уменьшить транспортные затраты.

Хороший эффект дает использование теплоизоляционных материалов для изоляции тепловых агрегатов, технологической аппаратуры и трубопроводов, что позволяет снизить расход топлива за счет уменьшения теплопотерь.

Очень важным считается использование теплоизоляционных материалов в различных холодильных установках для снижения потерь холода (стоимость получения единицы холода примерно в 20 раз выше получения единицы тепла).

  • Пенополистирол

К достоинствам следует отнести более низкую, чем у минеральной ваты, теплопроводность, а также низкую стоимость материала.
Недостатками являются меньшая, чем у минеральной ваты, паропроницаемость, высокая трудоемкость работ (сложнее подогнать «в размер» при установке) и более высокая горючесть материала, что вызывает ограничения при его использовании. По этой же причине он не рекомендуется для вентилируемых фасадов каменных домов. Поэтому единственная область применения пенополистирола — в мокрых системах утепления фасадов с последующим оштукатуриванием. Низкая паропроницаемость делает невозможным использование пенополистирола для утепления деревянных фасадов.

  • Минеральная вата на каменной основе

Волокна данного материала способны выдерживать, не плавясь, температуру свыше 1000°. Благодаря этому свойству минеральная вата не только препятствует распространению огня и высоких температур, но и защищает от возгорания конструкции из горючих материалов. Минеральная вата является гидрофобным материалом, практически не впитывающим в себя влагу (жидкость, попавшая на поверхность материала, не проникает в его толщу), поэтому теплозащитные свойства влажного материала не ухудшаются. Минеравльная вата имеет очень высокую сопротивляемость механическим воздействиям, т.к. . т.к. она состоит из тончайших волокон расположеных хаотично в горизонтальном и вертикальном направлении, под различными углами друг к другу. Благодаря такому расположению волокна сплетаются между собой, обеспечивая высокую жесткость изделий.

  • Экструдированный пенополистирол пеноплекс

Процесс экструдирования придает пенополистиролу материалу однородную структуру, состоящую из мелких закрытых ячеек размером 0,1-0,2 мм. Именно благодаря ячеистой структуре изоляционные плиты из пеноплекса имеют целый ряд преимуществ: низкая теплопроводность; высокая механическая прочность; отсутствие капиллярности; практически нулевое водопоглощение; устойчивость к циклам замораживания-оттаивания; долговечность.
Основной недостаток при использовании для наружнего утепления стен – отсутствие паропроницаемости.

Новый материал на российском рынке. Вспененное стекло обладает присущими только ему уникальными теплофизическими и эксплуатационными свойствами – широкий температурный диапазон применения, непроницаемость для воды и водяного пара, абсолютная негорючесть, стабильность размеров (не дает усадки), высокие прочностные показатели, долговечность, экологическая безопасность, стойкость к агрессивным средам, удобство монтажа. Благодаря своим достоинствам теплоизоляция из вспененного стекла имеет самый широкий диапазон применения. Теплоизоляционные блоки из пеностекла являются – особопрочной, негорючей теплоизоляцией. Благодаря этому изоляция из пеностекла имеет неоспоримое преимущество при использовании в криогенной технике, на пожаро- и взрывоопасных производствах, на особенно важных капитальных объектах.
Недостаток – пеностекло хрупкий и абсолютно невпитывающий материал, поэтому возникают трудности при монтаже. Для монтажа на пожароопасных объектах рекомендуется использовать полимерцементные клеи с повышенной эластичностью и адгезией типа ЭМФИФЛЕКС.

  • Теплоизоляционные штукатурки

Улучшить теплотехнические характеристики строящихся и эксплуатируемых зданий можно, применив теплые штукатурки. В нашей стране не заслуженно мало внимания уделяется этому эффективному материалу. Штукатурка может быть нанесена при выполнении работ как на наружную, так и на внутреннюю поверхность зданий. В состав входят теплоизоляционный наполнитель, связующее и добавки. Помимо перлита в качестве наполнителя могут быть использованы гранулы пенополистирола, пеностекла и т. д., но наиболее переспективными и экологичными являются неорганические наполнители типа Перлит. Связующее – цемент, гипс. При толщине слоя 4-6 см сопротивление теплопередаче кирпичных стен может быть увеличено в 1,5-2 раза. Хорошо сочетаются перлитовые штукатурки с ячеистым бетоном, пенобетоном и другими материалами, особенно в тех случаях, где необходимо обеспечить необходимую газопроницаемость.
Недостатков нет.

  • Ячеистый бетон (пенобетон и газобетон)

Пенобетон предотвращает значительные потери тепла зимой, не боится сырости, позволяет избежать слишком высоких температур летом и регулировать влажность воздуха в комнате путём впитывания и отдачи влаги, тем самым способствуя созданию благоприятного микроклимата (Микроклимат деревянного дома). Пенобетон обладает относительно высокой способностью к поглощению звука. В зданиях из ячеистого бетона обеспечиваются действующие требования по звукоизоляции. Благодаря пористой структуре пенобетон является и конструкционным и теплоизоляционным материалом. Его теплоизолирующая способность в 3 – 3,5 раза выше, чем у кирпичной стены. Стандартный пеноблок размером 200х188х388 имеет массу всего 11 кг, что позволяет значительно снизить транспортные и монтажные расходы, снизить трудоемкость работ. При низкой объемной массе пенобетон имеет достаточно высокую прочность на сжатие (3,5-5,0 МПа). Максимальная этажность здания с несущими стенами из пенобетона Д-900 три этажа. Пенобетон относится к негорючим материалам, выдерживает одностороннее воздействие огня в течении не менее 5 – 7 часов. Пеноблоки не подвержены гниению и старению. Большое значение имеет такое свойство пенобетона, как легкая обрабатываемость простейшими инструментами. Пеноблоки легко пилятся, сверлятся, штрабятся, гвоздятся.

  • Теплоизоляционные материалы из стекловолокна

Наряду с тем, что стекловолоконные материалы пожаробезопасны, экономичны при транспортировке, удобны в работе, они имеют очень низкие коэффициенты теплопроводности (в пределах от 0,035 до 0,044 Вт/мК). Низкая теплопроводность стекловолокна объясняется способностью волокон прочно удерживать воздух, который обладает отличными теплоизолирующими свойствами. Поэтому изоляция из стекловолокна надежно защищает от холода зимой и жары летом. Стекловолокно производится из неорганических веществ, а значит, само по себе не способствует появлению плесени и гнили. Нет опасности, что при попадании воды ухудшатся теплоизолирующие свойства стекловолокна. Оно по своей природе негигроскопично: как впитывает влагу, так и быстро отдает ее.
Недостаток. В строительной конструкции был предусмотрен вентиляционный зазор, который способствует выведению влаги из конструкции.
недостатком является старение связующего компонента, и, как следствие, разрушение структуры материала.

  • Плиты и рулоны из прессованной пробки

Материал изготавливается из наружного слоя коры средиземноморского пробкового дуба. Изделия из прессованной пробки имеют привлекательный внешний вид, они экологически чисты и применяются для внутреннего утепления жилых помещений, в основном стен, одновременно выполняя функцию декоративной отделки. Пробка часто используется для утепления полов. Теплоизоляционные пробковые щиты могут быть использованы и для утепления фасадов и наружных стен.
Основной недостаток – высокая стоимость.

  • Пенофольгированный утепляющий материал

Чрезвычайно интересным видом современных утеплителей является слой полиэтиленовой пены, зажатый с двух сторон алюминиевой фольгой. Характерные особенности этого материала — и малый вес и низкий коэффициент теплопроводности (почти в 1,5 раза меньше, чем у стеклянных и базальтовых утеплителей). Немаловажное достоинство — простота монтажа этого утеплителя: он крепится к стенам с помощью строительного степлера.
Как недостаток стоит отметить то, что этот утеплитель абсолютно паро– и газонепроницаем, т.е. помещение перестает «дышать» и, если его не вентилировать, можно столкнуться с эффектом термоса или парника.

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-26; Нарушение авторского права страницы

Глава 1. Основные сведения о теплоизоляционных материалах

Классификация теплоизоляционных

Теплоизоляционными материалами называется разновидность строительных материалов, обладающих низкой теплопроводностью и предназначенных для тепловой изоляции зданий, сооружений, оборудования и трубопроводов.

Свойства теплоизоляционных материалов и изделий регламентированы ГОСТ.. Согласно ГОСТ, теплоизоляционные материалы классифицируют по форме и внешнему виду, структуре, виду исходного сырья, плотности, жесткости, теплопроводности, возгораемости.

I. По форме и внешнему виду материалы подразделяют на штучные изделия (плиты, блоки, кирпич, цилиндры, полуцилиндры, сегменты), рулонные и шнуровые (маты, шнуры, жгуты), рыхлые и сыпучие материалы (вата минеральная, стеклянная, вспученный перлит, вермикулит).

II. По структуре материалы и изделия бывают волокнистыми, ячеистыми и зернистыми.

III. По виду исходного сырья их делят на неорганические и органические (приложение).

Смеси из неорганических и органических материалов относятся к неорганическим, если количество последних в смеси превышает 50% по массе.

IV. По плотности материалы и изделия подразделяют на группы и марки:

Классификация теплоизоляционных материалов

Особо низкой плотности

15,25,35,50,75 кг/м 3

V. По жесткости теплоизоляционные изделия подразделяют на указанные в таблице: относительное сжатие, %.

Классификация теплоизоляционных материалов

При удельной нагрузке КПа

VI. По теплопроводности материалы и изделия делят на классы.

Разделение материалов по теплопроводности показано в табл.3.

Классификация теплоизоляционных материалов

Теплопроводность при температуре 25 0 с Вт/м 0 с

1.2.Основные свойства теплоизоляционных материалов

К функциональным свойствам теплоизоляционных материалов относятся пористость и теплофизические характеристики: теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность, теплостойкость, т.е. те свойства, которые обеспечивают тепловую изоляцию.

Строительно-эксплуатационные свойства средняя плотность, физико-механические показатели, стойкость при действии влаги, морозостойкость и др., т.е. те свойства, которые обеспечивают долговечность материала, возможность транспортирования, монтаж.

Пористость материала – это показатель, характеризующийся объемом газа (воздуха) в единице объема материала, выраженное в %. Поры по размерам разделяют на макропоры с размером >0,2 мм, видимые невооруженным глазом, и микропоры, обнаруживаемые с помощью микроскопа.

Открытая и закрытая пористость составляют общую (истинную пористость)

Hп=(1-)·100%

Открытую пористость определяют экспериментально по заполнению пор водой.

Истинная пористость обусловливает не только теплофизические свойства материалов, но и его прочность, так как она определяет содержание твердой фазы.

Пористость выше определенного предела редко снижает прочностные и увеличивает деформативные показатели конгломерата, поэтому при ее увеличении всегда необходимо повышать прочность связки.

Для материалов с зернистой структурой типа насыпной теплоизоляции и с волокнистой структурой истинная пористость меняется в зависимости от прилагаемого давления, которое вызывает их сжатие и уплотнение.

Пористость материала увеличивают оптимизацией его структуры (технологические методы), а также изменением условий эксплуатации. В этом случае для зернистых и волокнистых материалов необходимо снизить эксплутационные нагрузки, которые уплотняют материал.

Соотношение между закрытой и открытой пористостью влияет на многие строительно-эксплутационные и теплофизические свойства. Открытая пористость увеличивает теплопроводность материалов и создает условия для проникновения внутрь изделий, газов и влаги. В результате этого возрастает теплоемкость, интенсифицируются процессы химической и физической коррозии, увеличивается средняя плотность изделия и капиллярный подсос. Также деструктивные процессы разрушают межпоровые перегородки, приводя к уменьшению закрытой и увеличению открытой пористости, это ускоряет разрушение материала, поэтому в технологии теплоизоляционных материалов стремятся обеспечить получение минимально открытой и максимально закрытой пористости.

На свойства материалов большое влияние оказывает форма пор; если поры имеют вытянутую форму, то материал может обладать анизотропией свойств, например, прочность материала больше, если поры вытянуты параллельно действующей нагрузке и меньше, если перпендикулярны; теплофизические характеристики в этом случае уменьшаются в обратной зависимости.

По возгораемости теплоизоляционные материалы делят на: несгораемые, трудно сгораемые и сгораемые.

В целом теплоизоляционные материалы и изделия имеют следующую общую техническую характеристику: 1) теплопроводность не более 0,175 Вт/м. гр при 25 0 С; 2) среднюю плотность не более 600 кг/м 3 ; 3) стабильные физико-механические и теплотехнические свойства; 4) не выделяют токсических веществ и пыли в количестве, превышающих предельно допустимые концентрации.

Для тепловой изоляции оборудования трубопроводов с температурой, изолируемой поверхности свыше 100 0 С, чаще всего применяют неорганические материалы.

Основным признаком теплоизоляционных материалов является большая пористость. Она определяет свойства материалов и является причиной их объединения в одну группу. С пористостью непосредственно связана средняя плотность. Критерием деления теплоизоляционных материалов на марки является их средняя плотность. Существуют следующие марки теплоизоляционных материалов: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.

При выборе теплоизоляционных материалов следует учитывать, что на долговечность и стабильность теплофизических и физико-механических свойств теплоизоляционных материалов, входящих в конструкцию ограждения, оказывают существенное влияние многие эксплуатационные факторы. Это, в первую очередь, знакопеременный (зима-лето) температурно-влажностный режим «работы» конструкции и возможность капиллярного и диффузионного увлажнения теплоизоляционного материала, а также воздействие ветровых, снеговых нагрузок, механические нагрузки от хождения людей, перемещения транспорта и механизмов по поверхности кровли производственных зданий.

Поскольку теплоизоляционные материалы, применяемые в строительстве, «работают» в достаточно жестких условиях, к ним предъявляются повышенные требования. Прежде всего, коэффициент теплопроводности материала должен быть таков, чтобы материал, в условиях эксплуатации, мог обеспечить требуемое сопротивление теплопередачи в конструкции, при минимально возможной толщине теплоизоляционного слоя. Следовательно, предпочтение надо отдавать высокоэффективным материалам.

Кроме того, теплоизоляционные материалы должны обладать морозостойкостью (не менее 20-25 циклов), чтобы сохранять свои свойства без существенного снижения прочностных и теплоизоляционных характеристик до капитального ремонта здания, а также быть водостойкими, биостойкими, не выделять в процессе эксплуатации токсичных и неприятно пахнущих веществ. Плотность материала, применяемого для утепления, должна быть не более 250 кг/м 3 , иначе существенно возрастают нагрузки на конструкции, что нужно учитывать, при выборе материалов для ремонта ветхих строений.

Читайте также:  Газовый обогреватель для гаража: плюсы и минусы, разновидности, модели

Теплоизоляционные материалы обладают рядом теплотехнических свойств, знание которых необходимо для правильного выбора материала конструкции и проведения теплотехнических расчетов. Точность последних в значительной степени зависит от правильного выбора значений теплотехнических показателей. Какие же это показатели?

1. Средняя плотность – величина, равная отношению массы вещества ко всему занимаемому им объему. Средняя плотность измеряется в кг/м 3 . Следует отметить, что средняя плотность теплоизоляционных материалов достаточна низка по сравнению с большинством строительных материалов, так как значительный объeм занимают поры. Плотность применяемых в настоящее время в строительстве теплоизоляционных материалов лежит в пределах от 17 до 400 кг/м 3 , в зависимости от их назначения.

Известно, что чем меньше средняя плотность сухого материала, тем лучше его теплоизоляционные свойства при температурных условиях, в которых находятся ограждающие конструкции зданий. Чем меньше средняя плотность материала, тем больше его пористость. От характера пористости зависят основные свойства материалов, определяющие их пригодность для применения в строительных конструкциях: теплопроводность, сорбционная влажность, водопоглощение, морозостойкость, прочность. Наилучшими теплоизоляционными свойствами обладают материалы с равномерно распределенными мелкими замкнутыми порами.

2. Теплопроводность – передача тепла внутри материала вследствие взаимодействия его структурных единиц (молекул, атомов, ионов и т.д.) и при соприкосновении твердых тел. Количество теплоты, которое передается за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице, называется теплопроводностью (коэффициентом теплопроводности). Теплопроводность (l) измеряют в Вт/(мК). Методики и условия испытаний теплопроводности материалов в различных странах могут значительно различаться, поэтому при сравнении теплопроводности различных материалов необходимо указывать при каких условиях, в частности температуре, проводились измерения. На величину теплопроводности пористых материалов, каковыми являются теплоизоляционные материалы, оказывают влияние плотность материала, вид, размеры и расположение пор, химический состав и молекулярная структура твердых составных частей, коэффициент излучения поверхностей, ограничивающих поры, вид и давление газа, заполняющего поры. Однако преобладающее влияние на величину теплопроводности имеют его температура и влажность. Теплопроводность материалов возрастает с повышением температуры, однако гораздо большее влияние в условиях эксплуатации оказывает влажность.

3. Влажность – содержание влаги в материале. С повышением влажности теплоизоляционных (и строительных) материалов резко повышается их теплопроводность. Очень важной характеристикой теплоизоляционного материала, от которой зависит теплопроводность, является и сорбционная влажность , представляющая собой равновесную гигроскопическую влажность материала, при различной температуре и относительной влажности воздуха.

4. Водопоглощение – способность материала впитывать и удерживать в порах влагу при непосредственном соприкосновении с водой. Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством воды, которое поглощает сухой материал при выдерживании в воде, отнесенным к массе сухого материала. Следует обратить внимание, что водопоглощение теплоизоляционных материалов отечественного производства и инофирм определяется по разным методикам. При выборе материала для конструкции рекомендуется обращать внимание на показатели, приведенные в ТУ, ГОСТ или рекламных проспектах (для материалов инофирм), и сравнивать их с требуемыми по условиям эксплуатации А и Б (приложения 3 СНиП II-3-79* Строительная теплотехника’ ). Как правило, теплопроводность теплоизоляционных материалов в условиях А и Б на 15 – 25% выше, чем указано в стандартах для сухих материалов при температуре 25 0 С. Значительно снизить водопоглощение минераловатных и стекловолокнистых теплоизоляционных материалов позволяет их гидрофобизация, например, путем введения кремнийорганических добавок. Продукция инофирм, поставляемая на наш рынок, является гидрофобизированной, а отечественная за небольшим исключением является негидрофобизированной.

5. Морозостойкость – способность материала в насыщенном состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения. От этого показателя существенно зависит долговечность всей конструкции, однако, данные по морозостойкости не приводятся в ГОСТах или ТУ.

6. К механическим свойствам теплоизоляционных материалов относят прочность (на сжатие, изгиб, растяжение, сопротивление трещинообразованию). Прочность – способность материалов сопротивляться разрушению под действием внешних сил, вызывающих деформации и внутренние напряжения в материале. Прочность теплоизоляционных материалов зависит от структуры, прочности его твердой составляющей (остова) и пористости. Жесткий материал с мелкими порами более прочен, чем материал с крупными неравномерными порами. В соответствии со СНиП II-26-99 «Кровли» (проект, действующий СНиП II-26-76) прочность на сжатие для теплоизоляционных материалов, применяемых в качестве основания под рулонные и мастичные кровли, является нормируемым показателем. Прочность теплоизоляционных материалов, которые могут применяться для утепления скатных крыш, не нормируется, поскольку теплоизоляция укладывается в обрешетку и не несет нагрузки от кровли.

7. На долговечность конструкции покрытия влияют также химическая стойкость теплоизоляционного материала (это, как правило, следует учитывать при выборе материалов для утепления покрытий производственных зданий) и его биологическая стойкость.

8. Теплоизоляционный материал для применения в покрытиях выбирается с учетом его горючести, способности к дымообразованию и возможности выделения токсичных газов при горении. Выбор теплоизоляционного материала в зависимости от типа кровельного покрытия определяется с учетом требований СНиП на кровли, пожарную безопасность и др.

Применение теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет:

1) повысить его эффективность в целом и облегчить нагрузку на несущие конструкции, например, 1 т минераловатного утеплителя по теплоизолирующему эффекту заменяет 1,5 тыс. штук кирпича.

2) уменьшить потребность в цементе, стали, так, применение теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях жилых панельных зданий позволяет уменьшить расход стали в 1,5-3 раза и цемента в 3 раза по сравнению со стенами без применения в них тепловой изоляции;

3) повысить индустриальность строительных работ за счет расширения диапазона получаемых сборных конструкций (например, применение панелей типа «сэндвич» позволяет сократить трудозатраты почти в 2 раза);

4) сократить транспортные расходы (перевозка легких конструкций в 5,6 раз дешевле);

5) сократить расход топлива на отопление зданий.

Теплоизоляционные материалы эффективно используются для изоляции трубопроводов.

Теплоизоляционные материалы: виды, свойства, область применения

Предназначены для защиты и от потерь тепла. Имеют плотность менее 600кг/м³, λ менее 0,18 Вт/м°С.Классифицируются на органические и минеральные по виду сырья.Органические: войлок, ДВП, ДСП.Минеральные: керамзит, вермикулит, аглопорит, перлит.По внешнему виду:Жесткие (кирпич, скорлупы, плиты)Гибкие (маты, шнуры)Рыхлые (вата, керамзит, перлит, вермикулит)По структуре:ВолокнистыеЗернистыеЯчеистыеПо средней плотности делятся на марки.Марки 15, 25, 35, 50, 75, 100 до 250 через 25, затем до 450 через 50, 500, 600, 700.По теплопроводности делятся на классы:Класс А – низкой теплопроводности до 0,06 Вт/м°С;Класс Б – средней теплопроводности от 0,06 до 0,115 Вт/м°С;Класс В – повышенной теплопроводности от 0,115 до 0,175 Вт/м°С.По назначению:- Строительные, для утепления строительных конструкцией- Монтажные, для теплоизоляции трубопроводов и оборудования. 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)• Защитаот нагревания ( теплоизоляция холодильных камер)Основные характеристики теплоизоляционных материаловКоэффициент теплопроводности λ – характеризует теплопроводность материала, он равен количеству теплоты, проходящей через материал толщиной 1 м и площадью 1 кв.м за час при разности температур на двух противоположных поверхностях в 10C. Измеряется в Вт/(м*К) или Вт/(м*С). Пористость ,Плотность.Паропроницаемость,Влажность Водопоглощение ,Биостойкость Огнестойкость ,Прочность ,Температуростойкость.Теплоемкость Морозостойкость .Минеральная ватаЛюбой 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.(Стекловолокно, Каменная вата, Шлаковата).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 эксплуатацииНедостатки:при попадании влаги теряет теплоизолирующие свойства. Требует пароизоляционной и гидроизоляционной пленки при монтаже. Уступает по прочности (например, пеностеклу)Наиболее популярная теплоизоляция : маты и плиты из базальтовой ваты• Высокие теплоизолирующие свойства• Выдерживает высокие температуры, не теряя теплоизолирующие свойстваСтекловата(кварцевый песок, известь, сода).Выпускают в виде рулонных материалов, плит и скорлуп (для трубной изоляции).В целом ее достоинства такие же (см. минеральная вата). Она прочнеебазальтовой 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.Пеностекло(ячеистое стекло)плюсы: водостойкость,несгораемость, морозостойкость, легкость при механической обработке, в него даже можно вбивать гвозди. Срок его службы практически неограничен. 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.Теплоизоляционные бетоны бывают :Газонаполненные(пенобетон, ячеистый бетон, газобетон); 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.Целлюлозная вата– это древесноволокнистый материал, мелкозернистой структуры . 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.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 . 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)-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.Мягкиеиспользуют как теплоизоляцию. Применяют для облицовки каркасных перегородок, стен и потолков зданий, как подкладочный материал под паркет. Они применяется для временных сооруженийДостоинства : применение плит ускоряет и удешевляет строительство. Дешевые.Недостатки: Их нужно защищать от увлажнения и грызунов, насекомых, микроорганизмов. Органические теплоизоляционные материалы.

ДВП- Лист толщиной 8-25мм, хорошая звукоизоляция, недостаток: подвергается гниению, боится влажности.
Фибролит- Высокая прочность, выпускается в виде плит, имеет толщину 30-180мм, длина 2,40 или 3м, ширина 0,6 и 1,2м. Трудносгорае -мый
Арболит- Биостоек, трудносгораем, хорошо пилиться.
Камышовые плиты-Получается путем прессования и прошивки камыша, проволокой
Строительный войлок– Из ворса животных –
ПенополистиролВыпускается в виде плит, температура применения до 70°, белая твердая пена, водостойкий .
ПенополиуретанТемпература применения до -160-150. Предел прочности при сжатии до 3, 5 МПа.
Пенополивинил-хлоридВыпускают в виде плит. Температура применения -60˚ – 80˚.
СотопластыКартон, бумага, стеклоткань, пропитанные синтетическими полимерами в форме сот.

Теплоизоляционные материалы на основе пластмасс ( пенополистирол, поливинилхлорид, получают в результате вспенивания синтетических смол с наполнителем и пластификатором.Виды: пенопласты и поропластыПенопласты имеют замкнутые поры, несообщающиеся. Поропласты – сообщающие поры.Минеральные теплоизоляционные материалы

Материал теплоизоляционный: виды, свойства, применение

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.

Читайте также:  Теплопроводность керамзита: характеристики, факторы, размеры гранул

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.

  • Пенополиуретан – именно он используется сегодня в большинстве случаев при постройке. По характеристикам он превосходит все имеющиеся на рынке теплоизоляционные материалы. Ни одна область строительства не обходится без этого универсального материала. Он применяется в виде напыляемой массы непосредственно на месте строительства, сендвич-панелей или скорлуп для труб. Материал не поддерживает горение, плотный, но легкий, экологически безопасный и долговечный. Срок службы до 50 лет. Не удивительно, что именно этот материал прочно вошел в жизнь строителей и без него сейчас практически никто не обходится.
  • Цементный фибролит – это древесная шерсть пропитанная хлористым кальцием и смешанная с цементом.
  • Древесная шерсть – это стружка, которая изготавливается из низкосортной древесины. Для выполнения изоляционных работ в местах с повышенной влажностью ее пропитывают растворимым стеклом.

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.

  • Минеральная вата. Этот материал совершенно не поддерживает горения, безопасен в плане газовыделения при высоких температурах. Большое преимущество – это минимальный вес. Пористая структура позволяет удерживать большое количество воздуха, который сам по себе является отличным теплоизолятором. Средняя плотность позволяет конкурировать с пенопластами. А если рассматривать устойчивость к высоким температурам, то минеральной вате вообще нет равных. Она выдерживает до +700 градусов.
  • Стекловата – более привычный нам материал, который многие применяют для изоляции труб, а также стен. Это тоже минеральное волокно, прочность которого намного выше. А вот устойчивость к высоким температурам наоборот, ниже, но все-таки материал выдерживает до +450 градусов. Недостатком стекловаты является ее горючесть. Кроме того, высокая воздухо- и паропроницаемость приводит к тому, что материал накапливает влагу. Это сильно увеличивает его теплопроводность. Кроме того, срок службы стекловаты сравнительно короткий.
  • Асбест. Еще недавно, говоря про строительные теплоизоляционные материалы, о нем сказали бы в первую очередь. Сегодня свою популярность асбест уже утратил. Не слишком долговечный, неустойчивый к влаге, он оказался еще и вредным для здоровья.
  • Ячеистые бетоны – не гниют, не горят, отвечают самым высоким санитарно-гигиеническим требования для строительства. Однако есть и недостатки – это высокое водопоглощение, которое приводит к низкой влаго- и морозостойкости.
  • Материалы на основе жидкого стекла. Их немало, сюда можно отнести стеклосиликат, стеклобитум, стеклоцемент и многие другие современные материалы. Их отличает высочайшая прочность и невосприимчивость к влаге, негорючесть и экологичность, долговечность. Можно сказать, что это один из самых перспективных утеплителей, который используется все шире.

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.

Виды и свойства теплоизоляционных материалов.

Следующая информация, вряд ли будет интересна строителям, это теоретическая статья по видам теплоизоляции, наверное подойдет больше для реферата или какой нибудь научной работы, в качестве теоретической части. Забираем, читаем, вникаем.

Теплоизоляционными называют материалы, применяемые в строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду. Теплоизоляционные материалы характеризуются пористым строением и, как следствие этого, малой плотностью (не более 600 кг/м3) и низкой теплопроводностью (не более 0,18 Вт/(м*°С).

Использование теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизить расход основных конструктивных материалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива. Многие теплоизоляционные материалы вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

Теплоизоляционные материалы классифицируют по виду основного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и теплопроводности.

Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья подразделяются на неорганические, изготовляемые на основе различных видов минерального сырья (горных пород, шлаков, стекла, асбеста), органические, сырьем для производства которых служат природные органические материалы (торфяные, древесноволокнистые) и материалы из пластических масс.

По форме и внешнему виду различают теплоизоляционные материалы штучные жесткие (плиты, скорлупы, сегменты, кирпичи, цилиндры) и гибкие (маты, шнуры, жгуты), рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок, вермикулит).

По структуре теплоизоляционные материалы классифицируют на волокнистые ( минераловатные, стекло — волокнистые), зернистые (перлитовые, вермикулитовые), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло).

По плотности теплоизоляционные материалы делят на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.

В зависимости от жесткости (относительной деформации) выделяют материалы мягкие (М) — минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, полужесткие (П) — плиты из шпательного стекловолокна на синтетическом связующем и др., жесткие (Ж) -плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем, повышенной жесткости (ПЖ), твердые (Т).

По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы: А — низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м-°С), Б — средней теплопроводности — от 006 до 0,115 Вт/(м-°С), В — повышенной теплопроводности -от 0,115 до 0,175 Вт/(м.°С).

По назначению теплоизоляционные материалы бывают теплоизоляционно-строительные (для утепления строительных конструкций) и теплоизоляционно-монтажные (для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов).

Теплоизоляционные материалы должны быть биостойкими т. е. не подвергаться загниванию и порче насекомыми и грызунами, сухими, с малой гигроскопичностью так как при увлажнении их теплопроводность значительно повышается, химически стойкими, а также обладать тепло и огнестойкостью.

Органические теплоизоляционные материалы.

Органические теплоизоляционные материалы в зависимости от природы исходного сырья можно условно разделить на два вида: материалы на основе природного органического сырья (древесина, отходы деревообработки, торф, однолетние растения, шерсть животных и т. д.), материалы на основе синтетических смол, так называемые теплоизоляционные пластмассы.

Теплоизоляционные материалы из органического сырья могут быть жесткими и гибкими. К жестким относят древесносткужечные, древесноволокнистые, фибролитовые, арболитовые, камышитовые и торфяные, к гибким — строительный войлок и гофрированный картон. Эти теплоизоляционные материалы отличаются низкой водо — и биостойкостью.

Древесноволокнистые теплоизоляционные плиты получают из отходов древесины, а также из различных сельскохозяйственных отходов (солома, камыш, костра, стебли кукурузы и др.). Процесс изготовления плит состоит из следующих основных операций: дробление и размол древесного сырья, пропитка волокнистой массы связующим, формование, сушка и обрезка плит.

Древесноволокнистые плиты выпускают длиной 1200-2700, шириной 1200-1700 и толщиной 8-25 мм. По плотности их делят на изоляционные (150-250 кг/м3) и изоляционно-отделочные (250-350 кг/м3). Теплопроводность изоляционных плит 0,047-0,07, а изоля-ционно-отделочных-0,07-0,08 Вт/(м-°С). Предел прочности плит при изгибе составляет 0,4-2 МПа. Древесноволокнистые плиты обладают высокими звукоизоляционными свойствами.

Изоляционные и изоляционно — отделочные плиты применяют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и перекрытий зданий, акустической изоляции концертных залов и театров (подвесные потолки и облицовка стен).

Арболит изготовляют из смеси цемента, органических заполнителей, химических добавок и воды. В качестве органических заполнителей используют дробленые отходы древесных пород, сечку камыша, костру конопли или льна и т. п. Технология изготовления изделий из арболита проста и включает операции по подготовке органических заполнителей, например дробление отходов древесных пород, смешивание заполнителя с цементным раствором, укладку полученной смеси в формы и ее уплотнение, отвердение отформованных изделий.

Теплоизоляционные материалы из пластмасс. В последние годы создана довольно большая группа новых теплоизоляционных материалов из пластмасс. Сырьём для их изготовления служат термопластичные (полистирольные;

и термореактивные (мочевино — формальдегидные) смолы, газообразующие и вспенивающие вещества, наполнители, пластификачоры, красители и др. В строительстве наибольшее распространение в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов получили пластмассы пористо-ячеистой структуры. Образование в пластмассах ячеек или полостей, заполненных газами или воздухом, вызвано химическими, физическими или механическими процессами или их сочетанием.

В зависимости от структуры теплоизоляционные пластмассы могут быть разделены на две группы: пенопласты и поропласты. Пенопластами называют ячеистые пластмассы с малой плотностью и наличием несообщающихся между собой полостей или ячеек, заполненных газами или воздухом.Поропласты-пористые пластмассы, структура которых характеризуется сообщающимися между собой полостями. Наибольший интерес для современного индустриального строительства представляют пенополистпрол, пенополивинилхлорид, пенополиуретан и мипора . Пенополистирол — материал в виде белой твердой пены с равномерной замкнутопористой структурой . Пенополистирол выпускают марки ПСБС в виде плит размером 1000х500х100 мм и плотностью 25-40 кг/м3. Этот материал имеет теплопроводность 0,05 Вт/(м-°С), максимальная температура его применения 70 °С. Плиты из пенополистирола применяют для утепления стыков крупнопанельных зданий, изоляции промышленных холодильников, а также в качестве звукоизолирующих прокладок.

Сотопласты — теплоизоляционные материалы с ячейками, напоминающими форму пчелиных сот. Стенки ячеек могут быть выполнены из различных листовых материалов ( крафт — бумаги, хлопчатобумажной ткани, стекло — ткани и др.), пропитанных синтетическими полимерами. Сотопласты изготовляют в виде плит длиной 1-1,5м, шириной 550 — 650 и толщиной 300 — 350 мм. Их плотность

30-100 кг/м3, теплопроводность 0,046-0,058 Вт/(м-°С). прочность при сжатии 0,3-4 МПа. Применяют сотопласты как заполнитель трехслойных панелей. Теплоизоляционные свойства сотопастов повышаются в результата заполнения сот крошкой мипоры.

Неорганические теплоизоляционные материалы .

К неорганическим теплоизоляционным материалам относят минеральную вату, стеклянное волокно, пенс стекло, вспученные перлит и вермикулит, асбестосодер жащие теплоизоляционные изделия, ячеистые бетоны , и др.

Минеральная вата и изделия из нее. Минеральная вата волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый из силикатных расплавов. Сырьем для ее производства служат горные породы (известняки, мергели, диориты и др.), отходы металлургической промышленности (доменные и топливные шлаки) и промышленности строительных материалов (бой глиняного и силикатного кирпича).

Производство минеральной ваты состоит из двух основных технологических процессов: получение силикатного расплава и превращение этого расплава в тончайшие волокна. Силикатный расплав образуется в вагранках шахтных плавильных печах, в которые загружают минеральное сырье и топливо (кокс). Расплав с температурой 1300-1400°С непрерывно выпускают из нижней части печи.

Существует два способа превращения расплава в минеральное волокно: дутьевой и центробежный. Сущность дутьевого способа заключается в том, что на струю жидкого расплава, вытекающего из летки вагранки, воздействует струя водяного пара или сжатого газа . Центробежный способ основан на использовании центробежной силы для превращения струи расплава в тончайшие минеральные волокна толщиной 2-7 мкм и длиной 2-40 мм. Полученные волокна осаждаются в камере волокна осаждения на движущуюся ленту транспортера. Минеральная вата это рыхлый материал, состоящий из тончайших переплетенных минеральных волокон и небольшого количества стекловидных включений ( шариков, цилиндриков и др.), так называемых корольков.

Чем меньше в вате корольков, тем выше ее качество.

В зависимости от плотности минеральная вата подразделяется на марки 75, 100, 125 и 150. Она огнестойка, не гниет, малогигроскопична и имеет низкую теплопроводность 0,04 — 0,05 Вт (м.°С).

Минеральная вата хрупка, и при ее укладке образуется много пыли, поэтому вату гранулируют т.е. о превращают в рыхлые комочки — гранулы. Их используют в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и перекрытий. Сама минеральная вата является как бы полуфабрикатом, из которого выполняют разнообразные теплоизоляционные минераловатные изделия: войлок, маты, полужесткие и жесткие плиты, скорлупы, сегменты и др.

Стеклянная вата и изделия из нее. Стеклянная вата материал, состоящий из беспорядочно расположенных стеклянных волокон, полученных из расплавленного сырья. Сырьем для производства стекловаты служит сырьевая шахта для варки стекла (кварцевый песок, кальцинированная сода и сульфат натрия) или стекольный бой. Производство стеклянной ваты и изделий из нее состоит из следующих технологических процессов : варка стекломассы в ванных печах при 1300-1400 °С, изготовление стекловолокна и формование изделий.

Стекловолокно из расплавленной массы получают способами вытягивания или дутьевым. Стекловолокно вытягивают штабиковым (подогревом стеклянных палочек до расплавления с последующим их вытягиванием в стекловолокно, наматываемое на вращающиеся барабаны) и фильерным (вытягиванием волокон из расплавленной стекломассы через небольшие отверстия-фильтры с последующей намоткой волокон на вращающиеся барабаны) способами. При дутьевом способе расплавленная стекломасса распыляется под действием струи сжатого воздуха или пара.

В зависимости от назначения вырабатывают текстильное и теплоизоляционное (штапельное) стекловолокно. Средний диаметр текстильного волокна 3-7 мкм, а теплоизоляционного 10-30 мкм.

Стеклянное волокно значительно большей длины, чем волокна минеральной ваты и отличается большими химической стойкостью и прочностью. Плотность стеклянной ваты 75-125 кг/м3, теплопроводность 0,04-0,052 Вт/(м/°С), предельная температура применения стеклянной ваты 450 °С. Из стекловолокна выполняют маты, плиты, полосы и другие изделия, в том числе тканые.

Пеностекло — теплоизоляционный материал ячеистой структуры. Сырьем для производства изделий из пеностекла (плит, блоков) служит смесь тонкоизмельченного стеклянного боя с газообразоватслем (молотым известняком). Сырьевую смесь засыпают в формы и нагревают в печах до 900 «С, при этом происходит плавление частиц и разложение газообразователя. Выделяющиеся газы вспучивают стекломассу, которая при охлаждении превращается в прочный материал ячеистой структуры

Пеностекло обладает рядом ценных свойств, выгодно отличающих его от многих других теплоизоляционных материалов: пористость пеностекла 80-95 %, размер пор 0,1-3 мм, плотность 200-600 кг/м3, теплопроводность 0,09-0,14 Вт/(м, /(м* °С), предел прочности при сжатии пеностекла 2-6 МПа. Кроме того, пеностекло характеризуется водостойкостью, морозостойкостью, несгораемостью, хорошим звукопоглощением, его легко обрабатывать режущим инструментом.

Пеностекло в виде плит длиной 500, шириной 400 и толщиной 70-140 мм используют в строительстве для утепления стен, перекрытий, кровель и других частей зданий, а в виде полуцилиндров, скорлуп и сегментов — для изоляции тепловых агрегатов и теплосетей, где температура не превышает 300 °С. Кроме того, пеностекло служит звукопоглощающим и одновременно отделочным ма-териалом для аудиторий, кинотеатров и концертных залов.

Асбестосодержащие материалы и изделия. К материалам и изделиям из асбестового волокна без добавок или с добавкой связующих веществ относят асбестовые бумагу, шнур, ткань, плиты и др. Асбест может быть также частью композиций, из которых изготовляют разнообразные теплоизоляционные материалы ( совелит и др). В рассматриваемых материалах и изделиях использованы ценные свойства асбеста: температуростойкость, высокая прочность, волокнистость и др.

Алюминиевая фольга (альфоль)-новый теплоизоляционный материал, представляющий собой ленту гофрированной бумаги с наклеенной на гребне гофров алюминиевой фольгой. Данный вид теплоизоляционного материала в отличие от любого пористого материала сочетает низкую теплопроводность воздуха, заключенного между листами алюминиевой фольги, с высокой отража-тельной способностью самой поверхности алюминиевой фольги. Алюминиевую фольгу для целей теплоизоляции выпускают в рулонах шириной до 100, толщиной 0,005- 0,03 мм.

Практика использования алюминиевой фольги в теплоизоляции показала, что оптимальная толщина воздушной прослойки между слоями фольги должна быть 8- 10 мм, а количество слоев должно быть не менее трех. Плотность такой слоевой конструкции из алюминиевой (фольги 6-9 кг/м3, теплопроводность — 0,03 — 0,08 Вт/(м* С ).

Алюминиевую фольгу употребляют в качестве отражательной изоляции в теплоизоляционных слоистых конструкциях зданий и сооружений, а также для теплоизоляции поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре 300 °С.

Теплоизоляционный материал. Виды и применение. Особенности

Теплоизоляционный материал применяется для утепления различных конструкций. Он имеет свойство низкой теплопередачи, поэтому его использование позволяет повысить термическое сопротивление объектов.

Какие задачи решает теплоизоляционный материал

Теплоизоляция является одним из приоритетных направлений при строительстве, поскольку ее применение позволяет многократно повысить эксплуатационные характеристики зданий. Постройка с достаточным количеством утеплителя гораздо меньше промерзает зимой, что снижает затраты на его отопление. Также она менее склонна к перегреву летом, сохраняя внутри комфортную температуру, что экономит ресурс кондиционерного оборудования.

Наличие теплоизоляции дает возможность избежать резких скачков температуры в помещении. Это очень важно, если внутри помещений применяется чувствительный к этому параметру отделочный материал, к примеру, древесина или отдельные виды пластика, в том числе и ПВХ используемый для производства натяжных потолков. Отсутствие существенных колебаний температуры дает возможность убрать благоприятные условия для образования конденсата. Именно применение теплоизоляции исключает появление сырости и развития плесени. Конечно при условии, что влага не образовывается внутри помещения слишком интенсивно от других факторов или накапливается в результате отсутствия гидроизоляции между фундаментом и фасадными стенами.

Сырость на стенах приводит к отслаиванию отделочных материалов. Как следствие наблюдается срывание обоев, а также тяжелой керамической плитки. Переизбыток влаги от отсутствия достаточной теплоизоляции также приводит к расширению изделий из дерева. Как следствие наблюдается коробление напольного покрытия, деформация дверей, от чего они неплотно входят в дверную коробку, и так далее.

Стоит также отметить, что теплоизоляционные материалы помимо своего прямого предназначения обладают звукоизоляционными свойствами. Конечно, их эффективность не столь высока как у специализированных для этой цели покрытий, но вполне достаточная, чтобы уменьшить передачу громких звуков.

Применяемые теплоизоляционные материалы
Существует довольно широкий ассортимент предлагаемых на рынке материалов, которые могут применяться в качестве удачного утеплителя. Среди них оптимальный баланс между стоимостью и эффективностью имеют:
  • Минеральная вата.
  • Пенопласт.
  • Пенополистирол.
  • Пеноплекс.
  • Вспененный пенополиэтилен.
  • Пенополиуретан.
Минеральная вата

Это дешевый, при этом довольно качественный теплоизоляционный материал, который может применяться для утепления потолков, крыш, полов и стен. Минеральная вата при нажатии сжимается, поэтому при работе с ней необходимо предварительно создать обрешетку, после чего уложить ее между лагами. Сверху нее применяется облицовочный, кровельный или напольный материал. Безусловным преимуществом ваты помимо теплоизоляционных свойств является и звукоостанавливающий эффект. Минеральная вата не горит, поэтому ее использование позволяет повысить пожарную безопасность.

Крупным недостатком минеральной ваты является склонность к слеживанию. Если она используется на потолке или полу, то служит действительно долго, но вот плиты закрепленные на стенах начинают постепенно усаживаться. Как следствие вверху образовываются открытые зазоры, так называемые мостики холода. В связи с этим производители минеральной ваты зачастую рекомендуют ее менять буквально каждые 7 лет, в противном случае теплоизоляция будет постепенно работать все хуже и хуже.

Пенопласт

Это также бюджетный теплоизоляционный материал, который можно использовать в любом утеплении. Стоит отметить, что пенопласт может монтироваться мокрым и сухим способом. Поскольку он склонен к сжатию при давлении, то в случае его использования для теплоизоляции стен лучше всего работать с фасадом. Оштукатуренный пенопласт, армированный стекловолоконной сеткой, вполне справится с нагрузками, которые на него могут оказываться на фасаде. Но вот внутри помещения такая стена долго не прослужит, поскольку на нее постоянно будут опираться, навешивать шкафчики, полки, картины, фотографии и так далее.

Плотность пенопласта довольно низкая, поэтому при проведении теплоизоляции обычно используются листы с толщиной 5-10 см. К неоспоримым достоинствам применения этого материала является возможность обрезки обыкновенным монтажным ножом без необходимости использования пилы. Главным недостатком пенопласта является его склонность к разрушению. При механическом воздействии из него с легкостью выпадают вспененные пузырьки.

Пенополистирол и пеноплекс

Эти два материала практически идентичны по своим свойствам. Их можно сравнить с пенопластом, но имеющим очень плотную структуру. Пенополистирол и пеноплекс можно использовать для мокрого утепления пола. Их листы раскладываются, после чего сверху заливается бетонная стяжка. Эти материалы легко режутся с помощью монтажного ножа, ручной ножовки, электрического лобзика или циркулярной пилы.

Пенополистирол и пеноплекс лучше пенопласта благодаря более высокой плотности, поэтому они менее склонны к разрушению при механическом воздействии. Кроме того они эффективнее останавливают теплообмен, поэтому такой теплоизоляционный материал может применяться с использованием листов меньшей толщины. Работая с пеноплексом нужно учитывать, что он имеет очень низкую адгезию. В связи с этим, если его применять для утепления стен, то сделать дальнейшую штукатурку будет сложно. Чтобы повысить адгезию листов их придется обработать грунтовкой бетоноконтакт. Штукатурные работы придется проводить с применением стекловолоконной сетки по всему периметру, а не только по линиям стыков.

Данные материалы обладают низкой огнестойкостью, а также при возгорании выделяют токсические продукты сгорания. Они требуют аккуратного обращения при работе, поскольку весьма хрупки.

Вспененный пенополиэтилен

Это современный материал, который представляет собой пористую структуру из полиэтилена. Зачастую одна его сторона покрыта алюминиевой фольгой. Часто он используется в качестве подложки при укладывании напольных покрытий, в частности ламината и линолеума. Этот материал имеет малую толщину при действительно отличных теплоизолирующих свойствах. Его эффективности в 20 раз выше, чем у минеральной ваты. Таким образом, при толщине в 1 см он будет обладать такими же свойствами как 20 см ваты.

Неоспоримым достоинством вспененного пенополиэтилена является хорошая пароизоляция. Такой материал раскладывается по поверхности, а его стыки склеиваются специальным армированным скотчем с отражающей поверхностью. Вспененный пенополиэтилен может использоваться для проведения любых теплоизоляционных работ, а также наматываться на трубы для их утепления.

Пенополиуретан

Этот теплоизоляционный материал в отличие от предыдущих видов предлагается не в виде рулонов или плит, а в жидком состоянии. Он выдувается на поверхность, после чего быстро увеличивается в объеме и застывает. Благодаря этим свойствам его можно наносить на любые поверхности даже в труднодоступные места. Полиуретановый утеплитель обычно распыляется между лагами пола, крыши и так далее. После этого сверху закрепляются отделочные материалы.

Пенополиуретан имеет огромный ресурс, обладает шумоизоляционными свойствами и высокой адгезией к любым поверхностям. Бесстыковая технология нанесения предотвращает образование мостиков холода. Такое решение при точном соблюдении технологии монтажа можно назвать самым эффективным. К сожалению, для работы с пенополиуретаном требуется применение специализированного оборудования, стоимость которого очень высока. Как следствие работать самостоятельно с ним не удастся. Потребуется обращаться в компании, предоставляющие подобные услуги теплоизоляции.

Где применяется теплоизоляция
Теплоизоляционный материал используется для обеспечения утепление различных поверхностей:
  • Стен.
  • Кровли.
  • Подвала и пола.
  • Потолка.
Утепление стен

Довольно часто применяемые материалы для строительства стен имеют недостаток в виде склонности к промерзанию зимой, а также передачи нагрева внутрь помещения летом. Для устранения данной проблемы применяется теплоизоляция. Она может проводиться как внутри помещения, так и снаружи. Естественно, намного эффективней делать ее на фасадной стене. Большинство материалов обычно имеют толщину как минимум в 4-5 см, поэтому закрепляя их на внутренней стене, помещение будет уменьшаться. Вопрос утепление стен весьма важен, поскольку именно через них происходит потеря до 40% тепла уходящего из здания.

На стенах утеплительный материал может фиксироваться мокрым или сухим способом. Мокрый предусматривает приклеивание с применением специализированных растворов в виде клеев или цементных смесей. Сухой способ еще называют вентилируемый. На поверхность стены монтируется обрешетка, а теплоизоляционный материал укладывается между ней, после чего осуществляется облицовка закрывающими материалами. Внутри помещение применяется гипсокартон, а на фасадах металлопрофиль и так далее.

Утепление кровли

Через кровлю может улетучиваться до 20% тепла. Утепление особенно важно при устройстве мансардной крыши, когда подкровельное пространство используется в качестве эксплуатируемого помещения. Применив теплоизоляционный материал на кровле, можно уменьшить перегрев здания летом. Это особенно актуально, если в качестве кровельного материала применяются металлические листы в виде профлиста, металлочерепицы и так далее. При устройстве крыш утеплитель фиксируется между лагами.

Утепление подвала и пола

Это в первую очередь актуально для одноэтажных построек, а также помещений на первых этажах многоярусных домов. Применяемые в этом случае теплоизоляционные материалы укладываются между бетонной стяжкой и облицовочным напольным покрытием. Отдельные виды теплоизоляционных решений могут применяться перед заливкой стяжки. Если осуществляется укладка напольной доски по лагам, то утеплитель распространяется между ними.

Утепление потолков

В одноэтажных зданиях, а также на последних этажах многоэтажных построек осуществляется теплоизоляция потолков. В большинстве случаев ее проще проводить на чердаке, используя такой же способ, как применяется при утеплении пола. Таким образом удастся сэкономить на материалах и обойтись более простой технологией. Также, когда нужно работать именно с потолком, то закреплять теплоизоляционный материал можно мокрым способом или зафиксировать его на обрешетке, в дальнейшем скрыв навесным или натяжным потолком.

В отдельных случаях проводить теплоизоляцию именно потолка, а не пола чердака, даже лучше, особенно если высота помещения чрезмерно большая. Уложенный теплоизоляционный материал позволит забрать немного высоты потолков, тем самым уменьшив фактический объем помещения для отопления.

Ссылка на основную публикацию