Современные теплоизоляционные материалы

Теплоизоляция - своеобразный барьер, не дающий тепловой энергии перетекать из одного объема в другой. Вопросы теплоизоляции домов сегодня особенно актуальны. Затраты на утепление окупаются за 3-4 сезона и далее "работают в плюс". Главный враг теплосбережения - сквозняки, потоки воздуха, выносящие тепло. Теплоизоляционные свойства утеплителей основаны на сложной структуре волокна, максимально затрудняющей свободное перемещение воздуха внутри материала. Утепляя дом, в первую очередь стоит уплотнить оконные и дверные створы, теплоизолировать перекрытия. Затем переходить к теплоизоляции наружных стен.

Рассмотрим основные характеристики теплоизоляционных материалов.

Коэффициент теплопроводности. Зависит от влажности материала (вода проводит тепло лучше, чем воздух, и материал не будет выполнять теплоизолирующую функцию, если он мокрый), температуры, химического состава утеплителя, структуры, пористости.

Пористость - доля объема пор в общем объеме материала. Определяет такие свойства, как плотность, прочность, газопроницаемость, теплопроводность.

Плотность материала - отношение его массы к занимаемому объему.

Паропроницаемость.

Влажность - содержание влаги в материале.

Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать влагу в порах при прямом контакте с водой.

Био- и огнестойкость. Показатели пожарной безопасности: Г (горючесть), В (воспламеняемость), РП (распространение пламени по поверхности), Д (дымообразующая способность), Т (токсичность продуктов горения).

Прочность. Предел прочности при сжатии - 0.2-2.5 МПа. Материалы с показателем выше 2.5 МПа относят к категории теплоизоляционных-конструктивных и используют для несущих ограждающих конструкций.

Предел прочности при изгибе (показатель для плит, сегментов, скорлуп) и предел прочности при растяжении (для матов) нужны, чтобы определить, достаточна ли прочность материала при транспортировке, складировании, монтаже.

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

Морозостойкость - способность многократно выдерживать изменения температур от стадии замораживания до стадии оттаивания, без видимых признаков нарушения структуры.

Спектр представленных на рынке теплоизоляционных материалов включает минеральную вату, пеностекло, пенопласт, пенополиуретан и экструдированный пенополистирол.

Минеральная вата. Благодаря высокой пористости (до 95% объема занимают воздушные пустоты) имеет хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства. Относится к негорючим строительным материалам, эффективно препятствует распространению пламени, морозостойка, имеет стабильные физические и химические характеристики. При монтаже необходима паро- и гидроизоляционная пленка.

Минераловатные утеплители выпускают в виде прошивных матов и плит. Маты представляют собой полотна минеральной ваты, прошитые специальными огнеупорными нитями на основу или без нее. Минераловатные маты выдерживают температуры до 700 град.С, не горят, не выделяют вредных веществ. Они принимают форму основания, плотно прилегают к поверхности, сокращая утечку тепла. Используются для теплоизоляции трубопроводов, технологического оборудования, горизонтальных ненагруженных строительных конструкций.

Для теплоизоляции вертикальных и горизонтальных нагруженных строительных конструкций используют минераловатные плиты. Их изготавливают из минераловатного полотна, пропитанного для прочности синтетическим связующими, с гидрофобизирующими добавками или без них.

Минераловатные плиты, как и маты, устойчивы к действию высоких температур и большинству химических агрессивных веществ. В зависимости от плотности, их разделяют на мягкие, полужесткие, жесткие и плиты повышенной жесткости.

Пеностекло получается в результате спекания стеклянного порошка с газообразователями. Пористость материала - 80-95% дает хорошие показатели теплоизоляции. Пеностекло прочное, водостойкое, не горит, не боится перепадов температур.

Пенопласт представляет целое семейство утеплителей: пенополистиролы, ПВХ, пенополиуретаны и др. Наиболее распространены полистирольные пенопласты. Структура материала представляет маленькие скрепленные между собой шарики. Пенопласты - прочные, недорогие утеплители. Удобны в работе, имеют высокие теплоизолирующие свойства, практически не имеют нижней границы применения. Нуждаются в защите от влаги, которая при замораживании разрушает структуру утеплителя.

Пенополиуретан экономит время монтажа, образует сплошной изоляционный слой без стыков и позволяет утеплять неровные поверхности. Может применяться при температуре от -250 град.С до +180 град.С.

Экструдированный пенополистирол. Микроструктура материала представляет собой закрытые ячейки, наполненные газом. Материал более прочный, чем пенопласт, имеет более низкое водопоглощение, не разрушается под действием солнца и атмосферных осадков, не вступает в реакцию с большинством веществ.

Аналогом пенополиуретана является пенополиизоцианурат (PIR). При сохранении всех положительных качеств полиуретана (низкая теплопроводность, малая плотность, хороший предел прочности при сжатии, паро- и влагонепроницаемость), PIR обладает и повышенной огнестойкостью, не поддерживает горение и затухает без источников огня. Материал применяется в качестве наполнителя сэндвич-панелей. Вес таких панелей ниже, чем у аналогов с минераловатным сердечником. Это снижает нагрузку на несущие конструкции, что важно при строительстве на вечной мерзлоте. PIR экологически безопасен и может использоваться на объектах с повышенными санитарными требованиями. Обладает высокой стойкостью к агрессивным природным и техногенным факторам.