Виды и характеристики различных теплоизоляционных материалов

В настоящее время не существует ни одного теплоизоляционного материала, способного соответствовать сразу всем требованиям в отношении наиболее важных свойств. Из-за этого сегодня решения о способах теплозащиты в строительстве принимаются в зависимости от конкретных обстоятельств. По этой причине важно знать возможности применения и ограничения для всех типов термоизоляции.

Обзор гигроскопичности теплоизоляции

Высокая гигроскопичность – это недостаток, который нужно устранять.

Гигроскопичность – способность материала впитывать влагу, измеряется в процентах от собственного веса утеплителя. Гигроскопичность можно назвать слабой стороной теплоизоляции и чем выше это значение, тем серьезнее потребуются меры для ее нейтрализации. Дело в том, что вода, попадая в структуру материала, снижает эффективность утеплителя. Сравнение гигроскопичности самых распространенных теплоизоляционных материалов в гражданской строительстве:

Наименование материала Влагопоглощение, % от массы
Минвата 1,5
Пенопласт 3
ППУ 2
Пеноизол 18
Эковата 1

Сравнение гигроскопичности утеплителей для дома показало высокое влагопоглощение пеноизола, при этом данная теплоизоляция обладает способностью распределять и выводить влагу. Благодаря этому, даже намокнув на 30%, коэффициент теплопроводности не уменьшается. Несмотря на то, что у минеральной ваты процент поглощения влаги низкий, она особенно нуждается в защите. Напитав воды, она удерживает ее, не давая выходить наружу. При этом способность предотвращать теплопотери катастрофически снижается.

Чтобы исключить попадание влаги в минвату используют пароизоляционные пленки и диффузионные мембраны. В основном полимеры устойчивы к длительному воздействию влаги, за исключением обычного пенополистирола, он быстро разрушается

В любом случае вода ни одному теплоизоляционному материалу на пользу не пошла, поэтому крайне важно исключить или минимизировать их контакт

Нужно ли укрывать трубы от холода

Теплоноситель, который поступает в радиаторы наших квартир, приходит с температурой немного ниже, чем она была в котельной. В случае, если котельная расположена на отдалённом расстоянии от дома, эта потеря тепла ощутима ещё сильнее. По статистике, четверть от общего количества тепла, которое поступает от котельной до радиатора, теряется по пути следования трубопровода. Большая часть трубопровода находится под открытым небом и не всегда утеплена. Обогрев улицы нежелателен любому потребителю. Поэтому защитить трубопровод от холода — жизненная необходимость.

Тёплая вода, которая протекает внутри, способна предохранить трубопровод от замерзания, но потери тепла при этом существенны. Утепление труб поможет сохранить температуру теплоносителя внутри трубы, потери тепла существенно уменьшатся, а сами трубы будут защищены от атмосферного влияния: перепадов температур и влажности. Процессы коррозии в утеплённых трубах будут незначительны, это приведёт к длительному использованию.

Особенно важным проведение теплоизоляционных работ будет на участках, где трубопровод проходит по улице, или в подвальных помещениях. Своевременное утепление позволит сократить финансовые расходы на обогрев квартиры или дома.

Читайте также:  Подбираем круглый кухонный стол

Утеплённый трубопровод меньше подвержен прорывам, следовательно, делать дорогостоящие ремонтные работы в зимний период не будет необходимости.

Установка в многоэтажном доме собственной котельной данную проблему не решит, потому что трубопровод размещается в подвальном помещении, где присутствует холодный воздух, и потеря тепла неизбежна.

Применение качественных теплоизоляционных материалов позволит потребителю получить комфортную температуру воздуха в квартире независимо от того, какие радиаторы он имеет: чугунные, алюминиевые или биметаллические.

Итак, цель утепления отопительного трубопровода заключается в следующем:

  • повысить температуру в помещении потребителя;
  • сэкономить денежные средства на покупку этого теплоносителя;
  • исключить промерзание трубы и, как следствие, ремонтные работы;
  • защитить трубы от неблагоприятного воздействия окружающей среды.

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 критерии выбора теплоизоляционного материала

При выборе внутренней теплоизоляции необходимо учитывать и сугубо практические факторы, а именно толщину материала, вес, способ монтажа и вариативность выбора отделки.

Толщина имеет определяющее значение в том случае, если площадь помещений невелика, так как их использование приведет к заметному уменьшению размеров комнаты. Например, с каждой стороны по периметру требуется пожертвовать в среднем от 5 до 10 см вместе с отделкой, что приводит к потере до 2 м2, а иногда и более полезной площади.

Большой вес утеплителя создает дополнительную нагрузку на несущие конструкции дома, что придется особо учитывать, если работы проводятся в дачном домике так называемой «легкой постройки».

У него, как правило, слабый фундамент, а материал для стен не отличается особой прочностью и толщиной.

Способ монтажа тоже нужно учитывать, так как установка многих утеплителей проводится с изготовлением обрешетки, устройство которой увеличивает бюджет предстоящих работ, а также приводит к увеличению теплоизоляционного слоя.

С этим критерием связан и выбор декоративных материалов для отделки – предпочтительнее утеплители, позволяющие использовать большее число облицовочных материалов или, например, предоставляющих возможность оклейки обоями без особой предварительной подготовки.

Основные критерии выбора теплоизоляционного материала

Как влияет выбор утеплителя в зависимости от материала стен дома и климатического региона?

Эффективность использования того или иного вида утеплителя зависит и от того, из какого материала построен дом: для деревянных срубов, например, главными критериями будут пожаробезопасность и паропроницаемость. Кроме того, если работы по утеплению планируется проводить самостоятельно, нужно учитывать и сложность их проведения, а также необходимость применения специализированного оборудования.

Необходимо учитывать и климатический регион, в котором построен дом: для суровых условий предпочтение нужно отдавать материалам с низкой теплопроводностью и высокой плотностью.

В таких случаях можно использовать и прием многослойности. Например, для этого укладывается не один, а два слоя утеплителя, при этом верхний монтируется со смещением швов, чтобы исключить появление мостиков холода.

Читайте также:  Ремонт однокомнатной квартиры

Можно выбрать один вид материала, но предпочтительнее использовать два разных. Несмотря на громоздкость конструкции, при правильных расчетах и точности выбора толщины материалов удается даже сэкономить внутреннее пространство.

Самая частая, грубая и незаметная ошибка в утеплении стен. Видео:

Значения характеристик

Теплоизоляция обладает различными свойствами, которые должны учитываться инженерами при рассмотрении потребностей в изоляции гражданских и промышленных зданий. Выработаны общепринятые характеристики, по которым можно определить применимость того или иного материала в конкретных обстоятельствах. К основным показателям способности материала термоизолировать и сохранять свои свойства относят:

  • Коэффициент теплопроводности. Определяет скорость, с которой тепло может переноситься через вещество за счёт теплопроводности. Чем ниже этот показатель, тем выше способность утеплять у материала.
  • Тепловое сопротивление. Означает способность тела препятствовать тепловому потоку. Фактически величина, обратная теплопроводности.
  • Удельная теплоёмкость. Под этим параметром подразумевают количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг материала на 1 °C. Определяет теплосохраняющие свойства вещества. Хороший термоизоляционный материал имеет более высокую теплоёмкость, поскольку обладает свойством долго повышать температуру под внешним воздействием, а значит, низкой теплопередачей.
  • Физическая плотность. Вес на единицу объёма измеряется в кг/м3. Важный показатель в строительстве, связанный не только с нагрузкой на конструкции, но и с температуропроводностью и способностью к аккумуляции тепла.
  • Паропроницаемость. Степень, в которой утеплительный материал обеспечивает прохождение сквозь себя водяного пара. По этой характеристике разделяют такие виды теплоизоляционных материалов: паропроницаемые и паронепроницаемые. Ограждающие конструкции должны обладать способностью отводить водяной пар из интерьеров в атмосферу — таким образом, уменьшается риск образования на них конденсата.
  • Характеристики поверхностного горения. Эти параметры создаются на основе реальных измерений распространения пламени и дымообразования. Результаты таких тестов используются в качестве элементов оценки пожароопасности разных материалов для понимания возможности их применения с учётом рисков возгорания.
  • Прочность на сжатие. Способность противостоять деформации при сжимающей нагрузке. Это важно учитывать, когда изоляция подвергается физическому воздействию, например, при устройстве тёплого пола.
  • Тепловое расширение (стабильность размеров). Длительная работа всей изоляционной оболочки предполагает применение материалов, способных выдержать перепады температур, вибрации, неравномерный нагрев и увлажнение без изменений своих геометрических размеров.
  • Термостойкость. Свойство сохранять функции, ожидаемые для нормальных условий, но под воздействием высоких или низких температур.
  • Антисептичность. Качество, связанное со стойкостью к образованию плесени в непрерывно влажных условиях.

Прогресс не стоит на месте, и эволюцию теплоизоляционных материалов, вполне возможно, ждёт новый виток в связи с появлением наноматериалов. Специалисты считают, что уже в следующем десятилетии строители будут иметь возможность выбрать утеплитель из молекулярных плёнок или нанопористых покрытий. Прогнозируемый прогресс связан с тем, что меры по повышению энергоэффективности зданий за счёт изоляционной модернизации экономически более оправданы, чем любые другие.