Марки изоляционных материалов для стен: описание свойств и характеристик теплоизоляционных строительных материалов

Теплоизоляционные материалы , их марки и характеристики.

Материалы, характеризующиеся малой способностью проводить тепло относят к теплоизоляционным (ТИМ). По виду исходного сырья (ГОСТ 16381 -77) различают неорганические (минеральное волокно, вспученный перлит) и органические (пенопласты, целлюлозные волокна) материалы. Смеси из органических и неорганических материалов относят к неорганическим, если содержание неорганического компонента превышает 50% по массе. По структуре теплоизоляционные материалы подразделяют на волокнистые (минеральные или органические волокна), ячеистые (пенопласты, пеностекло, пенобетон) и зернистые (вспученный перлит, вермикулит). По возгораемости различают несгораемые, трудносгораемые и сгораемые материалы. По плотности ТИМ подразделяют на марки (от 15 до 500). По теплопроводности (Вт/м°С) различают низко- (до 0,06), средне- (0,06-0,115) и высокотеплопроводные (0,115-0,175) при средней температуре 25°С материалы. По области применения теплоизоляционные материалы разделяют на общестроительные и технические. В отдельную подгруппу можно отнести огнеупорные легковесы – материалы для высокотемпературной изоляции.

К настоящему времени в сфере производства и применения ТИМ складываются следующие закономерности. Во-первых, в среде отечественных предприятий сохраняется ориентация на производство теплоизоляционных изделий на основе минеральной ваты. Это обусловлено технологическими возможностями большинства предприятий, построенных в 50-80-е годы прошлого века. При этом по мере выработки технологического ресурса формируется тенденция на перевооружение их современными технологиями, как правило, предусматривающими использование базальтовой ваты, стекловолокна, пенопла-стов полистирольных или полиуретановых. Во-вторых, большинство крупных иностранных фирм-производителей ТИМ (или оборудования для их изготовления) начинают вкладывать капиталы в организацию производства теплоизоляции в России.

В сфере мелкого и среднего производства теплоизоляционных материалов формируются направления на использование современных технологий производства базальтовых и стеклянных волокон (и изделий на их основе), ТИМ, которые традиционно относили к категории «местных», таких, как торфоплиты, эковата, цементный фибролит; широко развивается производство ячеистого бетона.

Ячеистые бетоны и бетоны на основе легкого (или суперлегкого) заполнителя сохраняют позиции одного из эффективных и экономичных строительных материалов. Ячеистые бетоны широко применяют во Франции, в Скандинавских странах, Финляндии и Польше. В основе изготовления газобетонных изделий лежат заводские технологии. Производство изделий из пенобетона осуществимо как в заводских условиях (индустриально и на мини-заводах), так и на строительной площадке с применением мобильных установок.

В последние годы нашло применение строительство малоэтажного жилья из монолитного пенобетона или из крупных элементов, изготавливаемых на месте строительства. В связи с ростом стоимости энергии увеличивается удельный вес безавтоклавных ячеистых бетонов.

В сфере применения теплоизоляционных материалов складывается ряд тем, часть которых уже становится традиционными. Это вопросы, связанные с огнестойкостью ТИМ и конструкций на их основе, паропроницаемостью таких конструкций, вопросы, обусловленные теплофизической эффективностью тех или иных материалов, вопросы стабильности свойств этих материалов в процессе эксплуатации. До сих пор является объектом обсуждения вопрос, какое утепление лучше: снаружи, изнутри или еще как-то?

Наилучшими теплофизическими показателями обладают пенопласты. В своем большинстве это материалы из вспененного и экструзионного полистирола или пенополиуретана и в меньших объемах из вспененного полиэтилена или каучука. К сожалению, любая органика горюча, а синтетическая при этом выделяет далеко не безвредные вещества. Это и предполагает использование подобных материалов в специальных конструкциях с соблюдением норм безопасности при монтаже и эксплуатации. Большинство полимеров при воздействии УФ-облучения начинают разлагаться. В меньшей степени это относится к пенопластам (хотя выделяющийся стирол обладает кумулятивным свойством, то есть накапливается в организме), в большей – к вспененному полиэтилену. Полиэтилен изначально и задумывался как упаковочный материал, с гарантией разложения в течение одного-двух лет в атмосферных условиях. Вспененный каучук является технической изоляцией. Условие соблюдения нормированной проницаемости строительной конструкции является важным как с точки зрения сохранения ее долговечности, так и с точки зрения комфортности в помещении. Любая правильно сформированная строительная конструкция обладает способностью «дышать», то есть пропускать сквозь себя воздух, паровоздушную смесь, пары воды. Это, с одной стороны, способствует удалению из помещений энзимов (вредных продуктов человеческого метаболизма, содержащихся в воздухе), избытков паров воды, а с другой стороны, в самой стене не происходит спонтанного накопления влаги.

Возникновение паробарьера в виде того или иного ТИМ препятствует свободному влагообмену и приводит в накоплению влаги в конструкции (появлению плесени, грибков, растрескиванию при замораживании, теплопроводимости) и к снижению качества воздуха в самом помещении. Открывается форточка и все сэкономленное теплоизоляцией тепло идет через нее на обогрев улицы. Теплоизоляционные материалы, обладающие близкой к нулевой паропроницаемостью (некоторые пенопласты, вспененный полиэтилен, пеностекло), целесообразно использовать там, где это их «свойство» становится положительным: в перекрытиях над фундаментами, кровле, конструкциях подвала.

Теплоизоляция на основе минеральных волокон в своем большинстве относится к трудносгораемым или негорючим материалам. Паропроницаемость ее также не вызывает нареканий. Долговечность базальтового и стеклянного волокна высока как у отечественных, так и у импортных материалов. К сожалению, этого нельзя сказать о материалах на основе минеральной ваты, которые в основном и производят российские предприятия. Используемое на части предприятий сырье и технологии не позволяют получать стойкие к агрессивным средам волокна. Поэтому изделия можно (и нужно) применять только при соблюдении специальных условий по пароизоляции (от помещений), встроили гидроизоляции (по внешней площади). В таких «продвинутых» конструкциях, как системы утепления с вентилируемыми фасадами, или в системах скрепленной (по «мокрому» способу) изоляции, подобные материалы применять не рекомендуется.

Ячеистобетонные изделия могут оказаться экономически целесообразными в большей мере, если в строительные нормы будут внесены поправки, касающиеся их расчетной теплопроводности. Фактическая эксплуатационная влажность ячеистых бетонов ниже установленных СНиПом 8 и 12% для условий А и Б. Это означает, что расчетную теплопроводность следует назначать на существенно более низком уровне. В этом случае толщина стен из ячеистого бетона плотностью 600 кг/м 3 для центральных регионов России будет составлять 55-60 см.

Теплоэффективные конструкции стен, потолков, перекрытий, специальных помещений должны соответствовать ряду требований. Во-первых, способствовать снижению потерь тепла и сохранять временную стабильность на предусмотренный проектом период. Во-вторых, обеспечивать нормативы пожарной безопасности, предъявляемой к конструкции, даже если она включает горючий материал. В-третьих, не ухудшать микроклимат в помещении и способствовать повышению комфортности, пребывания в нем.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН

Минеральная вата – волокнистый материал, получаемый из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков или других силикатных промышленных отходов или их смесей. Она состоит из тончайших взаимно-переплетающихся волокон, находящихся в стекловидном состоянии, и неволокнистых включений в виде капелек застывшего материала. В зависимости от назначения минеральную вату выпускают трех типов (ГОСТ 4640-84): А – для производства плит повышенной жесткости из гидромассы, плит горячего и полусухого прессования (марки 200) и других изделий на синтетическом связующем; Б – для производства плит марок 50, 75, 125, 175, цилиндров, полуцилиндров на синтетическом связующем, матов, шнуров и войлока; В – для производства плит на битумном связующем. У ваты, поступающей на изготовление изделий, или товарной ваты контролируют модуль кислотности, средний диаметр волокна, плотность, влажность, содержание органических веществ.

Минераловатные плиты на синтетическом связующем выпускают в зависимости от плотности марок 50, 75, 125, 175, 200, 300 высшей и первой категории качества с модифицирующими добавками или без них (ГОСТ 9573-82). Плиты марок 200 и 300 изготавливают только гидрофобизированными. Влажность плит не более 1%. Плиты марок 50 и 75 должны обладать гибкостью, позволяющей сгибать их вокруг цилиндра диаметром 217 мм. Размеры плит (мм): длина 1000; ширина 500, 1000; толщина 20-100 с интервалом 10 мм.

В качестве синтетических связующих используют: фенолоспирты (марок Б, В, Д), нейтрализованные сернокислым аммонием с добавлением аммиачной воды; карбамидную смолу (КС-11), феноло-формальдегидную смолу (СФЖ-3056). В качестве пластифицирующих добавок, повышающих гибкость пленки отвержденных смол, используют латексы синтетических каучуков, эмульсол, поливинилацетатную дисперсию, в качестве гидрофобизаторов – композиции на основе бентонитовых глин; кремнийорганические соединения и пр.

Плиты на битумном связующем подразделяют в зависимости от плотности и сжимаемости на марки 75, 100, 150, 200, 250 (ГОСТ 10140-80). Влажность по массе не более 1%. В качестве связующего используют нефтяные строительные битумы (ГОСТ 6617-76) марок БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10. Возможно сплавление битумов различных марок. Для производства жестких минераловатных плит применяют битумные эмульсии и пасты, в состав которых, кроме битума, входят канифоль, каолин или глина, диатомит или трепел.

Плиты используют для изоляции стен, конструкций кровли; технологического оборудования и трубопроводов.

Полуцилиндры и цилиндры минераловатные (для тепловой изоляции трубопроводов) в зависимости от плотности (кг/м 3 ) подразделяют на марки: 100, 150, 200 (ГОСТ 23208-83). Выпускают длиной 500, 1000 мм, внутренним диаметром 18-219 мм, толщиной 40-80 мм. Содержание синтетического связующего не более 5%. Влажность не более 1%.

Минераловатные вертикально-слоистые маты (ламели) – теплоизоляционные индустриальные конструкции, состоящие из теплоизоляционного и покровного слоев. В качестве теплоизоляционного слоя используют полосы, нарезанные из минераловатных плит на синтетическом связующем, повернутые на 90 град для придания большей жесткости. Защитно-покровный слой выполняют из алюминиевой фольги, дублированной стеклянной сеткой или стеклотканью, фольгорубероида, фольгоизола, фольгокартона. В зависимости от плотности вертикально-слоистые маты делят на марки 75 и 125 (ГОСТ 23307-78*). Влажность изделий не более 1% по массе. Размеры матов (мм): длина -600-1000; ширина 750-1260; толщина 40-100.

Минераловатные прошивные маты представляют собой полотнища из минеральной ваты с покровным материалом с одной или двух сторон или без него, прошитые проволокой или нитью. Маты имеют хорошую гибкость. По плотности (кг/м 3 ) их подразделяют на марки 100, 125. Выпускают маты длиной 1000-2500 мм с интервалом 250 мм, шириной 500 и 1000 мм и толщиной 40, 50, 60, 70, 80, 100, 120 мм. Допускается по согласованию с потребителем изготовлять маты длиной до 6000 и шириной до 2000 мм. Маты применяют для изоляции трубопроводов диаметром более 273 мм и промышленного оборудования с большим радиусом кривизны при температуре изолируемой поверхности от -180 до +700°С.

Теплоизоляционный шнур – это жгут с различными оплетками (в виде сетчатого чулка) из хлопчато-бумажной, стеклянной, капроновой, лавсановой нити или стальной проволоки. Для наполнения сетчатого чулка используют минеральную, стеклянную, базальтовую, муллитокремнеземистую, керамическую вату, а также отходы производства этих материалов. В зависимости от плотности ваты шнур (ТУ 36-1695-79) имеет марки 100, 150, 200, 250, 300, 350. Длина шнура в бухте должна быть не менее 15 м при диаметре 30-50 мм и не менее 10 м при диаметре 60-90 мм. Наибольший размер ячеек сетки шнура 6 мм. Теплопроводность шнура из минеральной ваты при температуре 20±5°С равна 0,07 Вт/м°С, стеклянной и керамической ваты – 0,064 Вт/м°С. Гибкость шнура должна обеспечивать возможность свободного обертывания трубопровода диаметром 15 мм при диаметре шнура 30-50 мм и трубопровода диаметром 30 мм при диаметре шнура 60 мм.

Теплоизоляционный шнур применяют для изоляции трубопроводов диаметром до 108 мм, имеющих значительное количество изгибов. Предельная температура применения шнура в зависимости от теплоизоляционного материала следующая: для минеральной ваты – 600°С; для стеклянной -400°С; для керамической (каолиновой) 1100°С.

Теплоизоляционные материалы и изделия – свойства и классификация

За последние годы на российском строительном рынке появились десятки новых теплоизоляционных материалов, благодаря чему произошел значительный прорыв в первую очередь в сфере энергосбережения. С развитием новых технологий, современные изоляционные материалы стали более эффективными, экологически безопасными и разнообразными, и отвечающими конкретным техническим задачам строительства – возможность строительства высотных зданий, уменьшение толщины ограждающих конструкций, снижение массы зданий, расхода строительных материалов, а также экономии топливно-энергетических ресурсов при обеспечении в помещениях нормального микроклимата.

К теплоизоляционным материалам относятся строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений, технологического оборудования и трубопроводов. Такие материалы имеют низкую теплопроводность (при температуре 25°С коэффициент теплопроводности не более 0,175 Вт/(м°С)) и плотность (не выше 500кг/м³).

Основная техническая характеристика теплоизоляционных материалов – это теплопроводность, т.е. способность материала передавать тепло. Для количественного определения этой характеристики используется коэффициент теплопроводности, который равен количеству тепла, проходящему за 1 час через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м² при разности температур на противоположных поверхностях 1°С. Теплопроводность выражается в Вт/(мК) или Вт/(м°C). При этом величина теплопроводности теплоизоляционных материалов зависит от плотности материала, вида, размера, расположения пор и т.д. Также сильное влияние на теплопроводность оказывает температура и влажность материала.

Кроме этого, важными дополнительными свойствами теплоизоляционных материалов являются – прочность на сжатие, сжимаемость, водопоглощение, сорбционная влажность, морозостойкость, паропроницаемость и огнестойкость.

Классифицируем теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные материалы и изделия можно систематизировать по основным признакам:

    По виду исходного сырья: неорганические (минеральная и стеклянная вата, ячеистые бетоны, материалы на основе асбеста, керамические и др.) и органические (древесно-волокнистые плиты, пенно- и поропласты, торфяные плиты и пр.). Также изготавливаются комбинированные материалы, с использование органических и неорганических компонентов.

По структуре: волокнистые (минеральная , стеклянная вата, шерсть и пр.), ячеистые (ячеистые бетоны и полимеры, пенно- и газокерамика и пр .) и зернистые или сыпучи (керамический и шлаковый гравий, пемзовый и шлаковый песок и пр.

По форме: рыхлые (вата, перлит и др.), плоские (плиты, маты, войлок и др.), фасонные (цилиндры, полуцелиндры, сегменты и др.), шнуровые (шнуры из неорганических волокон: асбестовые, минерального и стеклянного волокна).

По возгораемости (горючести): несгораемые (керамзит, ячеистые бетоны и др.), трудносгораемые (цементно-стружечные, ксилолит) и сгораемые (ячеистые пластмассы, торфоплиты, камышит и пр.)

  • По содержанию связующего вещества: содержащие связующее вещество (ячеистые бетоны, фибролит и пр.) и не содержащие связующее вещество (стекловата, минеральное волокно).
  • Строительные и теплофизические свойства

    Маркировку теплоизоляционных материалов связывают с их плотностью. Поэтому основным показателем качества таких материалов является их марка плотности: D15-35-50-100-125-150-175-200-250-300-350-400-500-600.

    Пористые теплоизоляционные материалы

    Пористые материалы получили наибольшее распространение в строительстве. Считается, что чем больше объем пор, тем теплопроводность меньше, это связано с тем, что самой малой теплопроводностью обладает воздух (0,023Вт/м°С). Но теплопроводность зависит не только от объема, но и от размеров пор, их формы, а также характера пористости и пр. В крупных порах конвективный теплоперенос происходит интенсивнее по сравнению с мелкими, в которых воздух при наличии теплового градиента может оказаться неподвижным и теплопроводность его минимальная. Поэтому при формировании пористой структуры технологические приемы всегда направлены на получение, по возможности, более мелких, равномерно расположенных пор по всему объему материала.

    Характер пористости оказывает решающее влияние на акустические и теплоизоляционные свойства пористого материала. При замкнутой пористости материал относится к теплоизоляционным, а при сквозной (в определенных пределах) – к звукопоглощающим. Такие свойства могут быть улучшены также путем специальной обработки поверхностей изделий и образования отверстий в теле материала.

    Волокнистые теплоизоляционные материалы

    Волокнистое строение характерно для материалов на основе минерального (минеральная и стеклянная вата) или органического волокна (древесное, полимерное, животное). Минеральные волокна получают путем расплавления неорганического сырья с последующим превращением расплава (путем распыления, вытягивания через фильеры или другими способами) в волокна, а органическое – путем расщепления древесины или другого растительного сырья на волокна до минимально возможного диаметра. Выполнение такой операции осуществляется на достаточно сложном оборудовании и обычно связано с большой затратой энергии.

    Читайте также:  Технология выполнения штукатурных работ: основы, этапы и правила оштукатуривания поверхностей ручным и механизированным способом

    Теплоперенос в волокнистых материалах осуществляется за счет переноса тепла от одного волокна к другому (кондукционный – передача тепла от одного объекта другому при прямом контакте), а также конвективным переносом воздуха, заключенным между волокнами. Поэтому с уменьшением толщины волокон теплоперенос затрудняется, так как при передаче тепла от одного волокна к другому затрачивается тепловая энергия: чем тоньше волокно, тем больше таких контактов, тем больше потери тепла при его переносе по направлению теплового градиента. При тонковолокнистой структуре воздух находится в виде тонких прослоек неправильной формы, что также затрудняет теплоперенос в такой структуре за счет конвективного теплопереноса.

    Оптимальной считается структура по возможности с более тонкими волокнами. Для неорганических материалов обычно размер волокон ограничивается величиной 5-8мк, так как при меньшем диаметре волокно получается ломким. Для органических материалов диаметр волокон зависит от природы исходного материала и в ряде случаев может быть значительно меньше. Теплопроводность волокнистых материалов зависит также от направления потока теплоты. Например, для дерева теплопроводность вдоль волокон примерно в 2 выше, чем поперек.

    Увлажнение и тем более замерзание воды в порах материала ведет к резкому увеличению теплопроводности, поскольку у воды она равна 0,58 Вт/м°С, т.е. примерно в 25 раз больше, чем у воздуха; а теплопроводность льда равна 2,32 Вт/м°С, в 100 раз больше, чем у воздуха.

    Свойства теплоизоляционных материалов

    Температуростойкость оценивают предельной температурой применения материала. Выше этой температуры материал изменяет свою структуру, теряет механическую прочность и разрушается, а органические материалы могут загораться. Предельную температуру применения устанавливают несколько ниже значения температуростойкости в целях предосторожности, и указывают в технической характеристике материала.

    Теплоемкость имеет существенное значение в условиях частых теплосмен, так как в этих условиях необходимо учитывать теплоту, поглощаемую (аккумулированную) теплоизоляционным слоем. Теплоемкость неорганических материалов колеблется от 0,67 до 1 кДж/кг°С. С увеличением влажности материала его теплоемкость резко возрастает, т.к. для воды при 4°С она составляет 4,2 кдж/кг°С. Увеличение теплоемкости отмечается и при повышении температуры.

    Огнестойкость характеризует сгораемость материала, т.е. его способность воспламеняться и гореть при воздействии открытого пламени. Сгораемые материалы можно применить только при осуществлении мероприятий по защите от возгорания и возможности использования средств пожаротушения. Возгораемость определяется при воздействии температуры 800-850°С и выдержке в течение 20 мин.

    Физико-механические свойства

    Плотность для жестких материалов – отношение массы сухого материала к его объему, а плотность волокнистого – это отношение массы сухого материала к его объему, но определенному при заданной нагрузке.

    Прочность при сжатии определяется при 10% деформации. Это величина напряжения, вызывающего изменение толщины изделия на 10%. Это величина напряжения, вызывающего изменение толщины изделия на 10%.

    Прочность теплоизоляционных материалов вследствие их пористого строения относительно невелика. Предел прочности при сжатии обычно колеблется от 0,2 до 2,5 МПа. Материалы, у которых прочность выше 0,5 МПа, называют теплоизоляционно-конструктивными и используют для несущих ограждающих конструкций. Для некоторых видов теплоизоляционных материалов основной характеристикой является предел прочности при изгибе (плиты, скорлупы, сегменты) или при растяжении (маты, войлок, асбестовый картон и пр.) Во всех случаях требуется, чтобы прочность теплоизоляционного материала была достаточной для его транспортирования, сохранности, монтажа и работы в конкретных эксплутационных условиях.

    Сжимаемость – способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Материалы по сжимаемости мягкие М: деформация свыше 30%. Полужесткие ПЖ – деформация 6-30%, жесткие – деформация не более 6%. Сжимаемость характеризуется относительной деформацией материала при сжатии под действием удельной 0,002 МПа нагрузки.

    Водопоглощение значительно ухудшает теплоизоляционные свойства и понижает прочность и долговечность. Материалы с закрытыми порами, например, пеностекло, имеют низкое водопоглощение (менее 1%). Для уменьшения водопоглощения, например, при изготовлении минераловатных изделий зачастую вводят гидрофобные добавки, которые позволяют уменьшить сорбционную влажность в процессе эксплуатации.

    Газо- и паропроницаемость учитывают при применении теплоизоляционного материала в ограждающих конструкциях. Теплоизоляция не должна препятствовать воздухообмену жилых помещений с окружающей средой через наружные стены зданий. В случае повышенной влажности производственных помещений теплоизоляцию защищают от увлажнения с помощью надежной гидроизоляции, укладываемой с «теплой» стороны.

    Химическую и биологическую стойкость теплоизоляции повышают, применяя различные защитные покрытия или обрабатывая их антисептиками. Высокопористое строение теплоизоляционных материалов способствует прониканию в них жидкостей, газов и паров, находящихся в окружающей среде. Взаимодействие их с материалом может вызвать его разрушение. Органические материалы или материалы, содержащие в своем составе органические компоненты (связующие вещества, крахмал, клей и пр.) или волокнистые наполнители (древесное волокно), должны обладать биологической стойкостью. При увлажнении таких материалов возникает опасность разрушения их грибками или микроорганизмами. Поэтому при использовании теплоизоляционных материалов в местах, которые подвержены увлажнению, в процессе эксплуатации необходимо обрабатывать их антисептиками.

    При использовании теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях они могут подвергаться воздействию попеременного замораживания и оттаивания, что может привести к их разрушению, и потере в связи с этим , теплозащитных свойств. Главным условием обеспечения работоспособность таких конструкций является защита теплоизоляционного материала от увлажнения, которая может произойти за счет миграции влаги (от «теплого» к «холодному») и конденсации водяных паров, которая наиболее интенсивно происходит в холодное время года.

    Основные свойства теплоизоляционных материалов

    Материалов

    Классификация теплоизоляционных

    Материалах

    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

    ОНПОсобо низкой плотности15,25,35,50,75 кг/м 3
    НПНизкой плотности100,125,150,175
    СПСредней плотности200,225,250,300,350
    Пл.Плотные400,450,500,600

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

    Классификация теплоизоляционных материалов

    ОбозначениеНаименование вида изделийПри удельной нагрузке КПа
    ММягкие>30
    ППолужесткие6-30
    ЖЖесткие≤6
    ПЖПовышенной жесткости≤10
    ТТвердые≤10

    VI. По теплопроводности материалы и изделия делят на классы.

    Разделение материалов по теплопроводности показано в табл.3.

    Классификация теплоизоляционных материалов

    Обозначение классаНаименование классаТеплопроводность при температуре 25 0 с Вт/м 0 с
    АНизкой теплопроводности≤0.06
    БСредней теплопроводности0,06-0,115
    ВПовышенной теплопроводности0,115-0,175

    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.

    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.

    Читайте также:  Бревенчатые, брусчатые и каркасные стены: фото, толщина стен деревянных домов, как сделать стены их бруса и бревна

    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.

    Дата добавления: 2014-11-18 ; Просмотров: 3406 ; Нарушение авторских прав?

    Записки проектировщика. GREEN BIM, CFD.

    Современные технологии проектирования и строительства зданий

    Теплоизоляционные материалы, применяемые в строительстве. Как правильно выбрать утеплитель?

    При строительстве современных зданий очень важно грамотно продумать теплоизоляцию. Правильно подобранная теплоизоляция позволит качественно утеплить все части здания, любые агрегаты и трубопроводы, а также исключить промерзание углов зданий.
    Но сейчас разработано огромное количество разнообразных утеплителей. Как сориентироваться в таком многообразии? Есть простое решение.

    В этом случае необходимо иметь представление об основных свойствах и характеристиках утеплителей и при выборе утеплителя руководствоваться ими, а также принимать к сведению условия эксплуатации материалов.

    Основные характеристики теплоизоляции

    1. Пористость утеплителя определяет его главные теплоизоляционные свойства, такие как плотность, теплопроводность, водопоглощение, стойкость. Лучшие теплоизоляционные характеристики наблюдаются у материалов с замкнутыми порами небольшого размера, распределенными равномерно, например, у ячеистых пластмасс. Поскольку пористость утеплителя не имеет единиц измерения, а выражается в процентном количестве пор от общего объема, то на практике учитывают другие характеристики материала, зависящие от пористости.

    2. Плотность материала, зависящая от его пористости, обуславливает его теплоизоляцию, вес и прочность. Чем меньше этот показатель, тем лучше теплоизоляция, но меньше прочность.

    3. Основным показателем для теплоизоляции является теплопроводность. Этот коэффициент зависит не только от структуры материала, но и от внешних условий, поэтому производитель должен указывать рядом с коэффициентом теплопроводности условия и методики его определения. Низкий коэффициент свидетельствует о хорошей теплоизоляции, но при этом надо учитывать влажность и водопоглощение материала, которые сильно влияют на теплопроводность.

    4. Влажность материала, то есть, количество влаги в нем, определяет теплопроводность и теплоемкость его. Высокая влажность значительно ухудшает теплоизоляционные свойства.

    5. Водопоглощение также влияет на свойства утеплителя, как и влажность. Материалы с высокой впитывающей способностью могут быстро ухудшить свои теплоизоляционные показатели. Но для этой проблемы решение уже найдено. Созданы специальные водоотталкивающие вещества, которыми пропитывают утеплитель. Материалы, пропитанные такими веществами, имеют пометку «гидрофобные», степень водопоглощения их сведена к минимуму.

    6. Термостойкость – не менее важная характеристика, чем предыдущие. Она показывает температурные границы, за пределами которых материал и структура меняют свои физические свойства, то есть, становятся непрочными, могут разрушиться или расплавиться, или воспламениться.

    7. Морозостойкость – еще одна, очень актуальная для нашего климата, характеристика, определяющая сохранение материалом всех своих свойств при многократных перепадах температуры. Единиц измерения у нее нет, и в ГОСТах и ТУ она не упоминается. Поэтому специалисты ориентируются на то, как долго или сколько раз утеплитель может переносить замораживание и оттаивание без потерь своих качеств.

    Кроме основных характеристик утеплителей обращают внимание еще на несколько их свойств, имеющих значение в конкретных ситуациях.

    Дополняющие свойства теплоизоляции

    1. Прочность при сжатии изолирующих материалов обычно невелика за счет пористости. Те материалы, что имеют высокую прочность, например, кирпич, бетон, обладают значительно низкими теплоизоляционными показателями, хотя и называются теплоизоляционно-конструктивными.
    2. Показатели пределов прочности утеплителей при изгибе и при растяжении более актуальны при утеплении трубопроводов и неровных поверхностей.
    3. Теплоемкость, указывающая на количество теплоты, накопленное утеплителем, важно при эксплуатации там, где ожидаются частые многоградусные перепады температур.
    4. Биостойкость подразумевает устойчивость материала к размножению микроорганизмов, грибков, воздействию насекомых и животных. Так же, как и теплоемкость, это свойство утеплителя во многом зависит от водостойкости.
    5. Огнестойкость и пожаробезопасность имеют особое значение при строительстве производственных помещений. Но и для жилых зданий соблюдение пожарных нормативов является обязательным.
    6. Токсичность строительных материалов, по сути, выражается в их химической стойкости. Правда, в последние годы в развитых странах именно токсичности уделяют огромное внимание, особенно в жилых зданиях. Об этой характеристике важно помнить при выборе утеплителей с полимерными добавками и предназначенных для использования внутри помещения.
    7. Паропроницаемость утеплителя очень важно учесть, в основном, при использовании в помещениях с высокой влажностью. Применение утеплителя с большой паропроницаемостью в таком помещении очень быстро приведет к заметному ухудшению теплоизоляции. Для таких помещений используют специальные паровые барьеры, которые препятствуют накоплению влаги в утеплителе.

    Особенности

    Кроме описаний теплоизоляционных характеристик, у каждого производителя строительных материалов, есть своеобразные рубрикаторы теплоизоляции «по назначению, сфере применения». Таким образом, можно быстро сориентироваться в том, какие материалы можно применять для утепления кровли, а какие для наружного и внутреннего утепления стен и пола по грунту.

    Рассмотрим несколько примеров выбора теплоизоляции на примере наружного утепления вентфасадов минераловатными плитами. Вентилируемые фасады утепляют минераловатными плитами с приставкой «венти» или «вент». У каждого производителя теплоизоляции в каталоге обязательно есть минераловатные плиты с такими приставками. Например, у Технониколь это Техновент, у ROCKWOOL — Венти БАТТС.

    Например, необходимо подобрать утеплитель для вентилируемого фасада для здания аквапарка, которое будет построено в городе Сочи. Это пример из одного моего проекта для здания развлекательного комплекса с аквапарком. Посмотрим, как будет себя вести стена из 300 мм монолитного железобетона, утеплённая разными видами наружной теплоизоляции. Смоделируем случай максимальных теплопотерь на этой ограждающей конструкции — допустим это вентфасад с окнами, который крепится стальными анкерами к железобетону, а теплоизоляция (минераловатная плита) крепится стальными тарельчатыми анкерами — грибами, но чаще всего эти грибы бывают пластиковыми, т.е теплопотери меньше.

    Описание конструкции: стена из монолитного железобетона толщиной 300 мм, утеплённая минераловатными плитами с элементами крепления навесного вентилируемого фасада и крепления теплоизоляции. Толщина теплоизоляционного слоя из минераловатных плит составляет 100 мм. Теплотехническими неоднородностями являются оконные откосы алюминиевого профиля (линейные неоднородности), стальные анкерные элементы для крепления системы вентиляционного фасада и крепления теплоизоляции (точечные неоднородности). За расчётный фрагмент принят весь фасад (Вентфасад (тип 2а)). Общая площадь стен за вычетом площади светопроёмов составляет: 247,3 м2. Протяжённость оконных откосов составит 81 м. Количество стальных анкерных дюбелей составляет 495 шт, а количество тарельчатых дюбелей на весь фасад составляет 1237 шт.

    Фрагмент: Вентфасад (тип 2а)
    Плоский элемент: Вентфасад (тип 2а) с окнами и теплоизоляцией Техновент Стандарт (Технониколь). Коэффициент теплопроводности 0,039 Вт/(м2*С)

    Фрагмент: Вентфасад (тип 2а)
    Плоский элемент: Вентфасад (тип 2а) с окнами и теплоизоляцией Техновент Стандарт (Технониколь). Коэффициент теплопроводности 0,039 Вт/(м2*С)
    Линейный элемент: откос

    Фрагмент: Вентфасад (тип 2а)
    Плоский элемент: Вентфасад (тип 2а) с окнами и теплоизоляцией Техновент Стандарт (Технониколь). Коэффициент теплопроводности 0,039 Вт/(м2*С)
    Точечный элемент: Анкерный элемент

    С точечной неоднородностью

    без точечной неоднородности

    Фрагмент: Вентфасад (тип 2а)
    Плоский элемент: Вентфасад (тип 2а) с окнами и теплоизоляцией Техновент Стандарт (Технониколь). Коэффициент теплопроводности 0,039 Вт/(м2*С)
    Точечный элемент: Тарельчатый дюбель для крепления теплоизоляции

    С точечной неоднородностью


    без точечной неоднородности

    После решения задачи стационарной теплопередачи получаем для этой конструкции следующие результаты:

    Фрагмент: Вентфасад (тип 2а)
    Плоский элемент: Вентфасад (тип 2а) с окнами и теплоизоляцией ROCKWOOL Венти Баттс. Коэффициент теплопроводности 0,040 Вт/(м2*С)
    Линейный элемент: откос

    Фрагмент: Вентфасад (тип 2а)
    Плоский элемент: Вентфасад (тип 2а) с окнами и теплоизоляцией ROCKWOOL Венти Баттс. Коэффициент теплопроводности 0,040 Вт/(м2*С)
    Точечный элемент: Анкерный элемент

    С точечной неоднородностью

    без точечной неоднородности

    Фрагмент: Вентфасад (тип 2а)
    Плоский элемент: Вентфасад (тип 2а) с окнами и теплоизоляцией ROCKWOOL Венти Баттс. Коэффициент теплопроводности 0,040 Вт/(м2*С)
    Точечный элемент: Тарельчатый дюбель для крепления теплоизоляции

    С точечной неоднородностью


    без точечной неоднородности

    Решаем задачу, получаем результат для этой конструкции:

    Таким образом, эти два материала по свойствам идентичны и через ограждающую конструкцию будет проходить одинаковый тепловой поток 9,63 Вт/м2., т.к. коэффициенты теплопроводностей у этих материалов отличаются незначительно.

    При выборе материала очень важно обращать внимание на его паропроницаемость. Иногда бывает так, что по теплотехническим характеристикам материалы идентичны, а по паропроницаемости сильно отличаются. Поэтому если использовать в ограждающей конструкции материал с большей паропроницаемостью, то в ряде случаев возможна конденсация влаги на поверхности конструкции. В этом случае в целях исключения конденсации влаги на поверхности ограждающей конструкции целесообразно заменить материал на материал с меньшей паропроницаемостью. Поэтому проверка приведённого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции на соответствие нормируемым величинам должна проводиться одновременно с проверкой на водопоглощение и конденсацию влаги.

    Теплоизоляция: основные характеристики

    17.10.2017 Теплоизоляционными называют строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений. Основной особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая средняя плотность и низкая теплопроводность. Применение теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет снизить вес конструкций, уменьшить потребление конструкционных строительных материалов (бетон, кирпич, древесина и др.). Теплоизоляционные материалы существенно улучшают комфорт в жилых помещениях. Важнейшей целью теплоизоляции строительных конструкций является сокращение расхода энергии на отопление здания. Основной путь снижения энергозатрат на отопление зданий лежит в повышении термического сопротивления ограждающих конструкций с помощью теплоизоляционных материалов (ТИМ).
    С 2000 года нормативные требования по расчётному сопротивлению теплопередачи ограждающих конструкций в России увеличены в среднем в 3,5 раза и практически сравнялись с аналогичными нормативами в Финляндии, Швеции, Норвегии, Северной Канаде, других северных странах. Соответственно выросло значение (ТИМ).

    Основные технические характеристики

    Свойства теплоизоляционных материалов применительно к строительству характеризуются следующими основными параметрами. Важнейшей технической характеристикой ТИМ является теплопроводность – способность материала передавать теплоту сквозь свою толщу, так как именно от нее напрямую зависит термическое сопротивление ограждающей конструкции. Количественно определяется коэффициентом теплопроводности λ, выражающим количество тепла, проходящее через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разности температур на противолежащих поверхностях 1°С за 1 ч. Коэффициент теплопроводности в справочной и нормативной документации имеет размерность Вт/(м·°С). На величину теплопроводности теплоизоляционных материалов оказывают влияние плотность материала, вид, размеры и расположение пор (пустот) и т.д. Сильное влияние на теплопроводность оказывает также температура материала и, особенно, его влажность. Методики измерения теплопроводности в различных странах значительно отличаются друг от друга, поэтому при сравнении теплопроводностей различных материалов необходимо указывать, при каких условиях проводились измерения.
    Плотность – отношение массы сухого материала к его объему, определенному при заданной нагрузке (кг/м3).
    Прочность на сжатие – это величина нагрузки (КПа), вызывающей изменение толщины изделия на 10%.
    Сжимаемость – способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Сжимаемость характеризуется относительной деформацией материала под действием нагрузки 2 КПа.
    Водопоглощение – способность материала впитывать и удерживать в порах (пустотах) влагу при непосредственном контакте с водой. Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством воды, которое впитывает сухой материал при выдерживании в воде, отнесенным к массе или объему сухого материала. Для снижения водопоглощения ведущие производители теплоизоляционных материалов вводят в них гидрофобизирующие добавки.
    Сорбционная влажность – равновесная гигроскопическая влажность материала при определенных условиях в течение заданного времени. С повышением влажности теплоизоляционных материалов повышается их теплопроводность.
    Морозостойкость – способность материала в насыщенном влагой 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 ГОСТ или ТУ.
    Паропроницаемость – способность материала обеспечивать диффузионный перенос водяного пара. Диффузия пара характеризуется сопротивлением паропроницаемости (кг/м2·ч· Па). Паропроницаемость ТИМ во многом определяет влагоперенос через ограждающую конструкцию в целом. В свою очередь последний является одним из наиболее существенных факторов, влияющих на термическое сопротивление ограждающей конструкции. Во избежание накопления влаги в многослойной ограждающей конструкции и связанного с этим падения термического сопротивления паропроницаемость слоёв должна расти в направлении от тёплой стороны ограждения к холодной.
    Воздухопроницаемость. Теплоизолирующие свойства тем выше, чем ниже воздухопроницаемость ТИМ. Мягкие изоляционные материалы настолько хорошо пропускают воздух, что движение воздуха приходится предотвращать путем применения специальной ветрозащиты. Жесткие изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью и не нуждаются в каких-либо специальных мерах. Они сами могут применяться в качестве ветрозащиты. При устройстве теплоизоляции наружных стен и других вертикальных конструкций, подвергающихся напору ветра, следует помнить, что при скорости ветра 1 м/с и выше целесообразно оценить необходимость ветрозащиты.
    Огнестойкость – способность материала выдерживать воздействие высоких температур без воспламенения, нарушения структуры, прочности и других его свойств. По группе горючести теплоизоляционные материалы подразделяют на горючие и негорючие. Это является одним из важнейших критериев выбора теплоизоляционного материала.

    Общие принципы устройства теплоизоляции

    1. Теплоизоляция строительных конструкций должна быть запроектирована так, чтобы выполнять возложенные на нее функции в течение всего жизненного цикла конструкции.

    2. В проекте должны быть описаны способы укладки и защиты теплоизоляционных материалов для обеспечения заданной теплопроводности. Изоляционный материал должен заполнять весь предусмотренный проектом объем и выдерживать нагрузки, возникающие как при укладке, так и в процессе эксплуатации. При необходимости проект должен содержать описание способов заполнения стыковочных швов.

    3. Слой теплоизоляционного материала с подветренной стороны здания необходимо защищать от ветра. Ветрозащитный слой должен покрывать весь изоляционный материал и быть настолько плотным, чтобы препятствовать проникновению в строительные конструкции или сквозь них воздушных потоков, существенно снижающих изоляционные свойства материала. Особое внимание следует обратить на места соединения наружных стен и стен фундамента, наружных стен и чердачных перекрытий, на углы наружных стен и коробки проемов.

    4. Если в многослойной ограждающей конструкции паропроницаемость слоёв уменьшается по мере движения от тёплой стороны к холодной, существует опасность накопления внутри конструкции конденсирующейся влаги. Для минимизации этого эффекта на теплой стороне ограждения устраивают специальный пароизоляцонный барьер, паропроницаемость которого не менее чем в несколько раз выше, чем у наружных слоёв. Швы и соединения пароизоляционного барьера должны быть загерметизированы.

    Читайте также:  Бревенчатые стены и виды рубки и сборки срубов:

    5. Ограждающая конструкция должна быть спроектирована так, чтобы создать как можно более благоприятные условия для свободного выхода за её пределы паров неизбежно проникающей в неё влаги. При необходимости защиты теплоизоляционных материалов от ветра или атмосферной влаги целесообразно использовать специальные “дышащие” мембраны, прозрачные для выхода водяных паров.

    6. Исследования показали, что многие негативные явления, возникающие в многослойных ограждающих конструкциях (плесень, гниль, формальдегид, радон и др.), как правило, связаны с сыростью. Залог надёжной работы ограждающей конструкции – учёт на стадии проектировании всего комплекса вопросов тепломассопереноса. В проекте должны быть описаны способы укладки и защиты теплоизоляционных материалов для обеспечения заданной теплопроводности. Изоляционный материал должен заполнять весь предусмотренный проектом объем и выдерживать нагрузки, возникающие как при укладке, так и в процессе эксплуатации. При необходимости проект должен содержать описание способов заполнения стыковочных швов.

    Виды утеплителей их свойства и характеристики

    Теплоизоляция при любом температурном режиме не помешает. Если правильно ее провести, то зимой в комнатах станет ощутимо теплее, а в летний зной – прохладнее. Утепление стен поможет создать комфортный микроклимат и в квартире, и в помещении для работы. Производители постарались и виды утеплителей сегодня блещут разнообразием.

    Придя на рынок или в строительный супермаркет, можно только удивиться разнообразию выпускаемых утеплителей. Они лежат свернутые в рулоны и жгуты, насыпаны в емкости в виде гранул, порошков и перлитового песка, выглядывают ватой из упаковок. А еще их делают в виде разнообразных цилиндров, кирпичей, блоков и плит. Что же выбрать? В принципе, в первую очередь важна не форма, а содержание. Об этом дальше.

    Если разбираться в характеристиках утеплительных материалов, то можно без труда выбрать именно тот, который нужен. Основным свойством теплоизолятора является его теплопроводность. Она показывает, сколько тепла может проходить через данный материал. Различают теплоизоляцию двух видов:

    • Теплоизоляция отражающего типа снижает расход тепла благодаря тому, что уменьшается инфракрасное излучение.
    • Теплоизоляция предотвращающего типа (она используется в большинстве случаев) предполагает применение утеплителя с низким значением теплопроводности. В этом качестве может быть использован один из трех видов материалов: неорганический, органический или смешанный.

    Теплоизоляция предотвращающего типа

    Теплоизоляторы на органической основе

    Органические утеплители достаточно широко представлены на современном строительном рынке. Для их изготовления используется сырье естественного происхождения (отходы сельскохозяйственного и деревообрабатывающего производства). Также в состав органических теплоизоляторов входят некоторые виды пластика и цемент.

    Получившийся материал имеет высокую стойкость к возгоранию, не намокает, не реагирует на биологически активные вещества. Применяют его там, где поверхность не нагревается выше 150 градусов. Органический теплоизолятор часто кладут в качестве внутреннего слоя многослойной конструкции. Это, например, тройные панели или оштукатуренные фасады. Далее рассмотрим, какие бывают виды органических утеплителей.

    1. Арболитовый утеплитель.

    Это достаточно новый стройматериал производят из мелких опилок, стружки, нарезанной соломы или камыша. В основу добавляют цемент и химические добавки. Это хлористый кальций, сернокислый глинозем и растворимое стекло. На последнем этапе производства изделия обрабатывают минерализатором.

    Характеристики арболит имеет следующие:

    • Плотность – от 500 до 700 килограммов на кубический метр.
    • Коэффициент теплопроводности – от 0,08 до 0,12 ватта на метр на Кельвин.
    • Предел прочности на сжатие – от 0,5 до 3,5 мегапаскаля.
    • Предел прочности на изгиб – от 0,4 до 1 мегапаскаля.

    2. Пено поливинилхлоридный утеплитель.

    ППВХ состоит из поливинилхлоридных смол, которые после поризации приобретают особую пенистую структуру. Так как этот материал может быть как твердым, так и мягким, то он является универсальным теплоизолятором. Существуют различные типы утеплителей для стен, кровли, фасада, пола и входных дверей, изготовленных из ППВХ. Плотность (среднее значение) данного материала составляет 0,1 килограмма на кубический метр.

    3. Утеплитель из ДСП.

    Древесностружечные плиты в основе своей имеют мелкую стружку. Она составляет девять десятых всего объема материала. Остальное – синтетические смолы, антисептическое вещество, антипрен, гидрофобизатор.

    Характеристики ДСП имеет следующие:

    • Плотность – от 500 до 1000 килограммов на кубический метр.
    • Предел прочности на растягивание – от 0,2 до 0,5 мегапаскаля.
    • Предел прочности на изгиб – от 10 до 25 мегапаскалей.
    • Влажность – от 5 до 12 процентов.
    • Впитывание материалом воды – от 5 до 30 процентов.

    4. Утеплитель из ДВИП.

    Древесноволокнистая изоляционная плита составом напоминает ДСП. В основе находятся либо древесные отходы, либо обрезки стеблей соломы и кукурузы. Это может быть даже старая бумага. Для связывания основы применяются синтетические смолы. Добавками являются антисептики, антипирены и гидрофобизирующие вещества.

    Характеристики ДВИП таковы:

    • Плотность – не более 250 килограммов на кубический метр.
    • Предел прочности на изгиб – не более 12 мегапаскалей.
    • Коэффициент теплопроводности – до 0,07 ватта на метр на Кельвин.


    Древесноволокнистый утеплитель.

    5. Пенополиуретановый утеплитель.

    Пенополиуретан имеет в своей основе полиэфир, куда добавляются вода, эмульгаторы и диизоцианат. Под воздействием катализатора все эти компоненты вступают в химическую реакцию, образуя новое вещество. Оно имеет хороший уровень поглощения шума, химически пассивно, не боится влаги. Кроме того, ППУ – отличный теплоизолятор. Так как его наносят методом напыления, то имеется возможность обрабатывать стены и потолок сложной конфигурации. При этом мостики холода не появляются.

    Характеристики пенополиуретана:

    • Плотность – от 40 до 80 килограммов на кубический метр. При достижении плотности 50 килограммов на кубический метр ППУ становится влагостойким.
    • Коэффициент теплопроводности – от 0,019 до 0,028 ватта на метр на Кельвин. Это значение – лучшее из всех современных теплоизоляционных материалов.


    Нанесение пенополиуретанового утеплителя на поверхность стен.

    6. Мипора (пеноизол).

    Если взбить мочевино-формальдегидную смолу, точнее, ее водную эмульсию, получится мипора. Чтобы материал не был хрупким, в сырье кладут глицерин. Для образования пены добавляют сульфокислоты, полученные из нефти. А катализатором, который способствует затвердеванию массы, служит органическая кислота. Мипору продают как в виде крошки, так и блоками. Если она поставляется в жидком виде, то ее при строительстве заливают в специальные полости. Там при комнатной температуре она становится твердой.

    Характеристики мипоры:

    • Плотность – не более 20 килограммов на кубический метр. По сравнению с пробкой этот показатель меньше примерно в 10 раз.
    • Коэффициент теплопроводности – порядка 0,03 ватта на метр на Кельвин.
    • Температура возгорания – более 500 градусов. Если температура ниже этого значения, то данный материал не горит, а лишь подвергается обугливанию.
    • Минусами мипоры являются беззащитность перед воздействием агрессивных химических веществ, а также сильное поглощение воды.
    • Смотрите материал >>Технические характеристики пеноизола, его свойства и недостатки как утеплителя

    7. Пенополистирол.

    Пенополистирол, он же ППС, он же пенопласт, на 98 процентов состоит из воздуха. Остальные 2 процента – полистирол, который получают из нефти. Еще в составе пенополистирола имеется небольшое количество модификаторов. В частности, это могут быть антипирены.

    Свойства ППС:

    • Коэффициент теплопроводности – от 0,037 до 0,042 ватта на метр на Кельвин.
    • Гидроизоляционные качества – высокие.
    • Устойчивость к коррозии – высокая.
    • Сопротивляемость биоагентам и микрофлоре – высокая.
    • Горючесть – низкая. Материал способен затухать самостоятельно. Если пенополистирол всё же загорается, то тепловой энергии он выделяет в 7 раз меньше, чем дерево.


    Плиты пенополистирола.


    Плиты простого пенопласта, так же можно отнести к данному виду утеплителей.

    8. Утеплитель из вспененного полиэтилена.

    Если в полиэтилен в процессе изготовления добавить пенообразующее вещество (один из видов углеводородов), то мы получим материал с многочисленными мелкими порами внутри. Он имеет хорошие пароизоляционные свойства, а также отлично защищает от внешних шумов.

    Свойства вспененного полиэтилена:

    • Плотность – от 25 до 50 килограммов на кубический метр.
    • Коэффициент теплопроводности – от 0,044 до 0,051 ватта на метр на Кельвин.
    • Температурный диапазон применения – от минус 40 до плюс 100 градусов.
    • Поглощение влаги – низкое.
    • Химическая и биологическая пассивность – высокие.


    Вспененный полиэтилен в рулонах, часто производят специальной формы для утепления труб.

    9. Фибролит.

    Взяв за основу узкие и тонкие древесные стружки, которые еще называют древесной шерстью, добавив для связывания цемент или магнезиальный компонент, получим фибролит. Он выпускается в виде плит. Материал этот не боится химических и биологических агрессивных воздействий. Неплохо защищает от шума, а также может использоваться в помещениях, где очень влажно. Это, например, бассейны.

    Характеристики фибролита:

    • Плотность – от 300 до 500 килограммов на кубический метр.
    • Коэффициент теплопроводности – от 0,08 до 0,1 ватта на метр на Кельвин.
    • Огнестойкость – высокая.

    10. Сотопластовый утеплитель.

    Как правило, данный материал состоит из ячеек шестигранной формы, напоминающих соты – отсюда и название. Впрочем, бывают виды сотопласта, где форма ячеек отлична от шестигранника. Наполнителем служит специальная ткань или бумага на основе углеродных, целлюлозных, органических или стеклянных волокон, покрытых пленкой. Связаны эти волокна с помощью термоактивных смол – фенольных или эпоксидных. Внешние стороны сотопластовых панелей представляют собой тонкие листы слоистого пластика.

    Характеристики сотопласта зависят от того, какое сырье является основой данного материала. Немалую роль играют и размер ячеек, и количество смолы, используемое для связывания основы.

    11. Эковата.

    Этот материал сделан из отходов бумажно-картонного производства. Используются отходы, остающиеся при изготовлении ящиков из гофрированного картона, бракованные книги, газеты и журналы, отходы картонного производства. Можно и макулатуру для этих целей использовать – только тогда сырье будет качеством пониже. Ведь загрязняться такой материал станет быстрее, а также будет отличаться разносортностью и неоднородностью.

    Характеристики эковаты:

    • Звукоизоляция – очень высокая. Слой данного материала всего в 1,5 сантиметра способен поглощать до 9 децибелов посторонних шумов.
    • Теплоизоляционная способность – очень высокая. Минус – снижение ее со временем. Ведь постепенно эковата теряет до одной пятой своего объема.
    • Впитывание влаги – высокое. Этот параметр колеблется от 9 до 15 процентов.
    • Отсутствие швов при укладывании способом сплошного напыления – несомненный плюс.


    Эковата россыпью.

    Теплоизоляторы неорганического типа

    Теперь рассмотрим неорганические утеплители и их характеристики. Для изготовления данного типа материалов используются следующие минеральные вещества: асбест, шлак, стекло, горные породы. В результате получаются стекловата, минеральная вата, ячеистый бетон теплоизоляционного типа, пеностекло, материалы на основе асбеста и керамики, легкий бетон на основе вспученного перлита или вермикулита. Они могут быть сделаны в виде рулонов, матов, плит, а также иметь сыпучий вид. Лидером по производству минеральных теплоизоляционных материалов, конечно же, является минеральная вата.

    1. Минеральная вата.

    Минеральная вата имеет две разновидности: Шлаковая и каменная. Для производства первой из них используются шлаки, образующиеся при литье черных и цветных металлов. Каменная же вата имеет в своей основе горные породы: известняк, диабаз, доломит, базальт и другие. Для связывания основы используется компонент на основе карбамида или фенола. Причем последний более пригоден для строительства – минвата с этим связующим элементом меньше боится воды, чем та, которая содержит карбамид.

    Характеристики минеральной ваты:

    • Горючесть – нулевая. Мало того – данный материал еще и способен противодействовать распространению огня. Поэтому его можно применять и как средство для защиты от пожара.
    • Шумопоглощение – очень высокое. В качестве звукоизолятора минвату применять весьма практично.
    • Химическая пассивность – высокая.
    • Гигроскопичность – низкая.
    • Усадка – крайне низкая. Со временем размеры материала практически не изменяются, поэтому удается избежать появления мостиков холода.
    • Паропроницаемость – высокая. Это минус данного утеплителя – при его применении необходимо прокладывать пароизоляционный слой.


    Мансарда утепленная минеральной ватой.

    3. Стекловата.

    Этот материал изготавливается из того же сырья, что и обыкновенное стекло. Впрочем, и отходы стекольного производства для него вполне пригодны. В отличие от минеральной ваты, стекловата имеет более толстые и длинные волокна. Поэтому она более упругая и прочная. Как и минвата, она хорошо поглощает звуки, не горит и не подвергается агрессивному воздействию химических веществ. При нагревании стекловата не выделяет вредные вещества.

    Характеристики стекловаты:

    • Плотность (в свободном состоянии) – не более 130 килограммов на кубический метр.
    • Коэффициент теплопроводности – от 0,03 до 0,052 ватта на метр на Кельвин.
    • Стойкость к высоким температурам – не более 450 градусов.
    • Коррозионная стойкость – высокая.
    • Гигроскопичность – низкая.


    А вот так выглядит наиболее распространенная стекловата.

    4. Керамическая вата.

    В качестве основы этот материал имеет окись алюминия, циркония или кремния. Изготавливается он методом раздува либо на центрифуге. Керамическая вата весьма стойка к высоким температурам – более, чем даже минвата. Она не боится химически агрессивных веществ, а также практически не деформируется.

    Характеристики керамоваты:

    • Температурная стойкость – более 1000 градусов. При нагревании свыше 100 градусов материал становится электроизолятором.
    • Коэффициент теплопроводности при плюс 600 градусах – от 0,13 до 0,16 ватта на метр на Кельвин.
    • Плотность – не более 350 килограммов на кубический метр.


    Керамическая вата имеет вот такой белый цвет.

    Теплоизоляторы смешанного типа

    Смешанные утеплители делаются из асбестовых смесей, в которые добавлены слюда, доломит, перлит или диатомит. Также в материал вводятся минеральные составляющие, служащие для связывания основы. Исходное сырье имеет консистенцию негустого теста. Пока оно еще не затвердело, его наносят на нужное место и ждут высыхания. Изготавливают из этого материала и формовочные изделия: плиты и скорлупы.

    Такая характеристика утеплителей данного типа, как термостойкость, явно на высоте. Утеплители на основе асбеста легко выдерживают и 900 градусов. Правда, их многочисленные поры слишком хорошо впитывают влагу, поэтому без гидроизоляции в данном случае не обойтись. Асбестовая пыль опасна для человека, особенно для аллергиков, поэтому строгое соблюдение санитарных норм при использовании таких утеплителей необходимо. Чаще всего используются следующие асбестовые теплоизоляторы: совелит и вулканит. Их теплопроводность имеет значение от 0,2 ватта на метр на Кельвин.

    Теплоизоляция отражающего типа

    Утеплители, называемые рефлекторными, или отражающими, работают по принципу замедления движения тепла. Ведь каждый строительный материал это тепло способен поглощать, а затем излучать. Как известно, теплопотери возникают в основном за счет выхода из здания инфракрасных лучей. Они легко пронизывают даже материалы, теплопроводность которых низкая.

    Но есть и другие вещества – их поверхность способна отражать от 97 до 99 процентов доходящего до нее тепла. Это, к примеру, серебро, золото и полированный алюминий без примесей. Взяв один из этих материалов и соорудив с помощью полиэтиленовой пленки тепловой барьер, можно получить отличный теплоизолятор. Мало того – он будет одновременно служить и пароизолятором. Поэтому он идеально подходит для утепления бани или сауны.

    Отражающий утеплитель на сегодняшний день – это полированный алюминий (один или два слоя) плюс вспененный полиэтилен (один слой). Материал этот тоненький, но дающий ощутимый результат. Так, при толщине такого утеплителя от 1 до 2,5 сантиметров эффект будет тот же, что и при использовании волокнистого теплоизолятора от 10 до 27 сантиметров толщиной. В качестве примера назовем Армофол, Экофол, Порилекс, Пенофол.


    Один из видов отражающей теплоизоляции.

    Добавить комментарий