На данный момент наиболее популярными строительными теплоизоляционными материалами являются минеральные волокнистые утеплители (стекловаты и базальтовые ваты), пенополистерол(он же пенопласт), пенополиуретан, а также жидкие утеплители.
Сравнительные характеристики термоизоляционных материалов
При выборе теплоизоляционных материалов следует обратить внимание на различные факторы, которые могут быть связаны как с технологическими особенностями монтажа, так и с физическими и химическими свойствами кажого утеплителя. Основные свойства, влияющие на характеристики термоизоляционных материалов:
Паропроницаемость - это свойство материала пропускать пары воды.
Воздухопроницаемость влияет на способность материала пропускать воздух и другие газы.
Теплопроводность — это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Численная характеристика теплопроводности материала, равная количеству теплоты, проходящей через материал толщиной 1 м и площадью 1 кв.м за час при разности температур на двух противоположных поверхностях в 1 град.C.
Огнеупорность - свойство материала противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур. Огнеупорность не определяет предельной температуры применения материала, так как на материал в эксплуатации могут воздействовать давление вышележащих материалов, напряжения от усадки или расширения, коррозия, истирание шлаками, летучей золой и газами.
Пластичность - способность под давлением принимать новую форму без образования трещин и разрывов и сохранять ее после действия внешней силы. Химическая стойкость - сопротивление материала действию химических реагентов: кислот, щелочей, солей, газов. Она зависит от плотности материала и его структуры. Теплоизоляционные материалы и огнеупоры при химическом взаимодействии с жидкими или газообразными веществами при высоких температурах разрушаются.
Биостойкость. Теплоизоляционные материалы, содержащие такие органические вещества, как крахмал и целлюлозу, во влажной среде с температурой 30-40 С подвержены воздействию бактерий, грибков и других микроорганизмов. Органические материалы с низким водопоглощением менее подвержены воздействию микроорганизмов, чем материалы с высоким водопоглощением. Разрушению микроорганизмами подвержены и неорганические материалы, если они соприкасаются с органическими.
Плотность материала - отношение массы материала к его объему. В некоторых случаях может быть довольно важной характеристикой для теплоизоляционных материалов.
Часто вышеприведенные характеристики заменяют одной более понятной для человека, не посвященного в технический процесс - необходимую толщину слоя утеплителя.
Материал
Стекло- вата (URSA)
Базаль- товая вата (Rockwool)
Пено- полистирол (пенопласт)
Пенополиуретан
Жидкая трепмоизоляция
Керамзит
Кирпичная кладка
Теплопроводность, Вт/м*°С
0,044
0,039
0,037
0,001 - 0,0016
0,170
0,520
Эксплуатационная плотность, кг/м3
9-13
35
25
380
600
1400
Необходимая толщина слоя, мм
189
167
159
1,5
869
1460
Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности - это количество тепла, которое проходит (при установившемся тепловом состоянии) через 1м2 поверхности материала толщиной в 1м в течение часа при разности температур обеих поверхностей в 1С при отсутствии боковой утечки теплоты. Это одно из наиболее важных свойств теплоизоляционных материалов
Сравнительные коэффициенты теплопроводности некоторых материалов, применяемых в строительстве:
Коэффициент теплопроводности является физическим параметром вещества, характеризующим его способность проводить теплоту.
Исходя из этой таблицы и диаграммы мы можем проиллюстрировать зависимость между применяемыми для эффективной теплозащиты материалами и общим весом ограждающей конструкции.
Стандартом для современных систем термоизоляции фасадов является термическое сопротивление, равное R=1,2 м2*С/Вт. Для получения такого термического сопротивления необходима следующая толщина материала:
R=S/a, где R - термическое сопротивление (м2*С/Вт), S - толщина слоя (м), a - коэффициент теплопроводности (Вт/м*С).
Ниже приведена более подробная со сравнитеьными характеристиками различных выидов утеплителей.
Наименование материалов
Достоинства
Недостатки
Область применения
Теплопроводность, Вт/м*К
Горючесть
Стоимость материала, EUR/м3
1. Древесина (опилки)
дешевизна, экологичность
горюча, подвержена гниению
Старые деревянные дома
0,090-0,180
2. Керамзит
Негорюч
Неэффективен, использование подъемных механизмов, трудоемкий монтаж, большой вес
Полы, чердаки, слоистая кладка.
0,148
НГ
10
3. Пенопласты:
Жесткость, легкость монтажа
Для всех пенопластов: ограниченная теплостойкость и горючесть; тление начинается при 80 С; не экологичен -выделение кумулятивных токсинов, плохая паропроницаемость - не «дышит», образование конденсата, плесени
Для монолитной заливки
а) пеноизол
Стены, крыши, полы
0,035-0,047
ГЗ;Д2;ВЗ
19
б) экструд. пенополистирол
Стены, крыши, полы
0,037-0,042
Г2
135
в) вспен. пенополистирол
водопоглощение до 900%; малый срок службы
Стены, крыши, полы
0,037-0,048
Г2
36
4. Минеральная вата ISOROC:
Негорючая основа, низкая теплопроводность
Сжимается, комкуется, волокна ломаются и превращается в пыль, при увлажнении оседает
НГ
а) ИзоЛант
Слоистая кладка
0,035
42
б) ИзоВент
Вентилируемый фасад
0,037
26
в) ИзоРуф В
Верхний слой кров.изол.
0,039
125
5. Минеральная вата ROCKWOOL:
Негорючая основа, низкая теплопроводность
Сжимается до 20%, после увлажнения до 25%
НГ
а) ЛайтБаттс
Не нагружаемые констр.
0,039
43
б) КивиттиБаттс
Сред.слой в слоист. кладке
0,038
52
в) РуфБаттс В
Верх. слон кров.изоляции
0,038
155
6. Минеральная плита:
Негорючая основа, жесткость, легкость монтажа
связующие и водоотталкивающие компоненты выгорают уже при 250 С; плохая паропроницаемостъ - не «дышит»; образование конденсата, плесени; увлажнение на 1% приводит к ухудшению теплопроводности на 8 % ; большая усадка, что приводит к образованию «мостиков холода» в швах утеплителя.
Слоистая кладка, кровля, фасад под штукатурку
а) П125
0,041-0,05
НГ
54
б) П75
0,041-0,05
НГ
48
в) ППЖ-200
0,042-0,054
Г1, В1
64
7. Стекловолокно:
Низкая теплопроводность
связующее горит при 250 С; при эксплуатации осыпаются волокна стекла; плохая паропроницаемость - стены не «дышат», образуется конденсат, плесень; увлажнение на 1% ухудшает теплопроводность на 8%; сжимаемость до 80%; оседание.