Проблема энергосбережения. Выбор материалов теплоизоляции

Вопрос сохранения тепла в доме актуален со времен первобытного человека. Цивилизация развивалась, возникали новые технологии строительства жилья, нацеленные на экономию и теплосбережение. Сегодня можно с определенностью сказать, что сложилась новая строительная отрасль под общим названием «энергосбережение». Ключевыми компонентами этого направления являются современные теплоизоляционные материалы. Выбор таких материалов существенно зависит от источника или причины потери тепла.

Причины потери тепла

Рассматривая современное жилище, можно выделить следующие источники теплопотерь:

- Теплопотери при вентиляции: Порядка 40% теплопотерь происходит через вентиляцию. Тепло уходит в трубу. Избавиться от этого практически невозможно, поскольку необходимо поддерживать свежесть воздуха и его влажность. Установка систем искусственной вентиляции, которые нагревают входящий в дом свежий воздух за счёт температуры выходящего воздуха, является дорогим, но действенным способом.

- Тепловое излучение: Если не учитывать теплопотери через вентиляцию, то 65-80% от остающихся теплопотерь приходится на тепловое излучение. Большая часть материалов пропускает излучение из-за своей высокой излучающей способности. Алюминиевая фольга и материалы с её использованием (Армофол, Изовол и другие), отражают до 98% теплового излучения. Поэтому использование для теплоизоляции дома отражающих материалов рекомендуется. Из всех боковых наружных поверхностей окна – наиболее слабое звено в цепочке мероприятий по энергосбережению. Поэтому, наилучший совет – использовать стеклопакеты с К-стеклом.

- Теплообмен: Это неуправляемый и необратимый процесс переноса теплоты от более нагретых тел (или участков тел) к менее нагретым. Перераспределению тепла препятствует равномерный прогрев жилища, а так же грамотно проведенная теплоизоляция поверхностей, заключающаяся в подборе вида изолятора и его толщины, качества произведенного монтажа, соблюдении правил эксплуатации.

Разнообразие, назначение, применение и выбор материалов для теплоизоляции

Строительные материалы, основным назначением которых является снижение теплопотерь здания или инженерных систем или оборудования, называют теплоизоляционными материалами. Главной особенностью является их низкая теплопроводность, что позволяет минимизировать теплопотери объекта в холодное время года, а так же защитить наружные поверхности от нагрева.

Универсальных утеплителей не существует. Для решения каждой задачи требуется выбрать соответствующий и наилучший. Попытаемся разобраться с многочисленным ассортиментом утеплителей сегодняшнего рынка и поможем определить именно тот вид утеплителя, который будет оптимально работать в конкретных условиях эксплуатации долго, эффективно и без потери качества.

Во-первых, каждый объект утепления, будь то жилое здание, производственный цех, система трубопроводов, производственное оборудование, вентиляционные сооружения или другой, характеризуется своим назначением, условиями эксплуатации, возможными внештатными ситуациями (например, пожар или затопление), сроками службы, а так же, что не менее важно, геометрией поверхности. Все это и многое другое оказывает влияние на выбор утеплителя. Таким образом, не только на объект в целом, но и на его элементы может потребоваться свой утеплитель, обладающий необходимыми техническими и тепло-физическими свойствами.

Нормативные документы, ГОСТ-16381-77 классифицирует теплоизоляционные материалы по нескольким признакам:

  • виду основного исходного сырья;
  • структуре;
  • форме;
  • возгораемости (горючести);
  • содержанию связующего вещества.

Исходное сырье позволяет разделить теплоизоляционные материалы на органические и неорганические.

Структура материала определяет его прочностные характеристики (прочность на сжатие и растяжение, прочность на отрыв слоев) а так же способность «держать форму» в процессе длительной эксплуатации. Все это очень важно, так как теплоизоляция в составе конструкции часто подвергается механическим нагрузкам. 

Так же структура материала наряду с исходным сырьем влияет и на теплоизолирующие характеристики. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций должно составлять не менее Rо = 3,15 м2°C/Вт. Это соответствует 212см кладки из глиняного кирпича, а до этого было в три раза меньше, 64см. Понятно, что без утеплителей таких параметров теплоизоляции стен не достичь. Материал должен обеспечить требуемое сопротивление теплопередаче при минимальной толщине несущей конструкции. Чем ниже теплопроводность, тем лучше теплоизоляция. Коэффициент теплопроводности для изолирующих материалов не должен превышать 0,04-0,06 Вт/(м*К).

- Паропроницаемость - способность материала "дышать", то есть свободно пропускать водяной пар. Если в утеплитель попала вода, его эксплуатационные качества резко ухудшаются и свои функции он не выполняет.

- Плотность - характеризует нагрузки от веса теплоизоляции на конструкцию здания - не должна превышать 185-200 кг/м3.

Содержание связующего вещества

- Водостойкость - необходимое качество, особенно в нашем холодном и дождливом климате. Водостойкий утеплитель химически не взаимодействует с влагой, сохраняет свои свойства.

- Гидрофобность - под этим термином понимают способность материала отталкивать влагу, теплоизоляция не должна впитывать влагу. Особенно это важно для волокнистых материалов.

- Экологичность - поскольку человек постоянно находится в помещениях, так или иначе защищенных теплоизоляцией, очень важно, чтобы она была биологически нейтральной и ни в коем случае не являлась источником токсичных выделений.

- Возгораемость. Способность к воспламенению, а так же горючесть теплоизоляции следует рассматривать с точки зрения обеспечения безопасности. Если материал поддерживает горение или выделяет при нагреве вредные вещества, использовать его можно лишь с оговорками. В общем и целом требования пожарной безопасности определяются нормами СНиП 21-01-97** "Пожарная безопасность зданий и сооружений

Важными для потребителя, кроме цены, пожалуй, являются вид исходного сырья, прочностные характеристики, теплопроводность и пожароустойчивость. Легкость монтажа так же является влияющим фактором при выборе продукции.

Формы выпуска теплоизолирующих изделий

В зависимости от исходного сырья и геометрических характеристик различают следующие виды теплоизоляционных материалов:

- минеральная вата, минвата

а) плиты минераловатные

б) маты минераловатные

в) минераловатные цилиндры

- базальтовая теплоизоляция, базальтовая вата

а) маты базальтовые

б) плиты базальтовые

- стекловата, штапельное стекловолокно

- экструдированный пенополистирол

- полистирол

- вспененный полиэтилен

а) маты НПЭ, ППЭ

б) трубки теплоизоляционные

в) отражающая теплоизоляция

- вспененный каучук

- пенополиуретан

а) плиты ППУ

б) скорлупы ППУ

- сверхтонкая теплоизоляция, жидкая теплоизоляция

Особенности теплоизоляции различных объектов и их элементов

Каждый вид утеплителя предназначен для решения конкретных задач по теплоизоляции конструкций, работающих в определенных условиях эксплуатации. Перечислим некоторые, наиболее распространенные задачи по утеплению различных строительных конструкций.

Теплоизоляция фундамента, утепление фундамента

Фундамент - это основа любого здания. От того, насколько качественно заложен фундамент, защищен ли он от влаги и промерзания - зависит насколько долго простоит сооружение.

Утеплитель для фундамента должен обладать целым рядом свойств: низкая теплопроводность, способность выдерживать большие нагрузки на сжатие, не впитывать влагу, не поражаться грибком и плесенью, выдерживать низкие температуры, без снижения теплозащитных свойств, иметь длительный срок службы. Материалы, отвечающие таким требованиям, как правило, существуют в виде плит. Они защищают гидроизоляционный слой и обеспечивают дренаж грунтовых вод, снижая их давление на подземные элементы конструкции здания (цоколь). Плиты монтируются непосредственно на слой гидроизоляции и затем подсыпаются. В механическом креплении плит нет никакой необходимости. Как правило, плиты устанавливаются вертикально внахлёст по периметру здания, начиная с нижнего ряда. Верхние плиты должны выступать над уровнем подсыпанного грунта на высоту 400-500 мм для исключения подъёма грунтовых вод к элементам стены первого этажа. Засыпка дренажных труб производится песчано-гравийным составом на высоту 1000-1200 мм. Такие изделия не подвержены биоразложению, поэтому никакой опасности при контакте с водой и почвой не возникает

Утепление стен, теплоизоляция стен

Утепление наружных стен  является одним из основных мероприятий по теплоизоляции здания, так как, в зависимости от конструкции стен, через них теряется до 45% тепла.

Чтобы выбрать оптимальный вид утеплителя для стен, нужно определить с какой стороны следует утеплять стены – изнутри, или снаружи, а также выбрать систему утепления: вентилируемый фасад, штукатурный фасад ( мокрый фасад) и т.д.

Для теплоизоляции стен цокольной части дома, рекомендуем применять экструдированный пенополистирол, пенополиуретан, пенофол, минеральная вата или пенопласт т.к. цоколь работает в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации (повышенная влажность и нагрузки на сжатие).

Для теплоизоляции стен деревянного дома лучше применять воздухопроницаемые теплоизоляционные материалы – базальтовые плиты, минераловатные плиты, плотностью 35 – 50 кг\м³. Такой выбор обусловлен необходимостью обеспечить хорошую вентиляцию деревянных стен, чтобы избежать их загнивания и поражения грибком, а также обеспечение огнезащиты деревянных конструкций.

Для систем утепления вентилируемый фасад также предпочтительней выбирать базальтовые плиты или минераловатные плиты, плотностью 45- 75 кг/м³.

Сейчас очень распространенным методом утепления фасадов домов является система – теплый фасад, штукатурный фасад, с утеплением кирпичных, бетонных, блочных стен дома утеплителем, с последующей штукатуркой утеплителя по сетке. Для систем штукатурный фасад, мокрый фасад также можно применять минераловатные плиты, но плотность их должна быть не менее 130 -150 кг/м³. Высокая плотность утеплителя необходима для обеспечения надежной фиксации штукатурки на поверхности плит утеплителя. Поскольку минераловатные плиты высокой плотности – это достаточно дорогой утеплитель, то в системах штукатурный фасад с успехом применяется также экструдированный пенополистирол.

Системы вентилируемый фасад – также очень распространенный метод утепления внешних стен. Утепление фасадов проводят следующим образом: утеплитель крепится на несущую конструкцию. При теплоизоляции вентилируемых фасадов в основном применяют минераловатные плиты или стекловолоконные плиты, покрытые стеклохолстом, так как стеклохолст создает ветрозащиту, уменьшая потери тепла из утеплителя. Также стекловолокно хорошо сохраняет форму весь свой срок службы, предупреждает формирование и скопление конденсата. Вслед за утеплителем идет воздушная прослойка и защитный экран, играющий декоративную роль.

Утеплитель для теплоизоляции стен внутри жилого помещения подойдет только безопасный для здоровья, негорючий и имеющий невысокую плотность. Рекомендуется к применению минеральная вата (базальтовая вата). Еще одним экологичным вариантом внутренней теплоизоляции будет шерстяная вата – самый натуральный утеплитель, абсорбирующий окиси азота из воздуха и препятствующий возникновению плесени и грибков.

Сегодня в распоряжении строителей появились современные, сверхэффективные теплоизоляционные материалы – жидко-керамические теплоизоляционные покрытия. Поистине универсальным утеплителем для теплоизоляции стен является сверхтонкая теплоизоляция Корунд. Жидкая теплоизоляция легко наносится, как обычная краска, на любые поверхности кистью, валиком, или установкой безвоздушного распыления. Сверхтонкое теплоизоляционное покрытие, при малой толщине, обеспечивает сверхэффективную теплозащиту помещений. Всего лишь 1 мм такого теплоизоляционного покрытия по теплозащите равноценен 50 мм минваты! Утепление жидким покрытием не требует никаких дополнительных работ по теплоизоляции и гидроизоляции, т.к. жидко-керамическое теплоизоляционное покрытие не впитывает влагу и, одновременно, позволяет стенам свободно «дышать».

Утепление пола, теплоизоляция пола

Полы играют существенную роль в сохранении тепла внутри зданий. В обычном доме потери тепла через полы без утеплителя могут достигать 20% от общего объёма теплопотерь.

При выборе теплоизоляции для пола определяющим является то, какой пол требуется утеплить: деревянный пол по лагам, ж/б плита, утепление ж/б перекрытия под стяжку, утепление полов по грунту и т.д.

Деревянные полы по лагам лучше всего утеплять минераловатными плитами или базальтовыми плитами, плотностью 35-45 кг/м³, путем укладки их между лагами, с опорой на черепные бруски и устройством надлежащей пароизоляции со стороны подполья.

При утеплении ж/б этажных перекрытий и полов под стяжку, нельзя забывать о возможной конденсации влаги на поверхности полов и в местах сопряжения стен и полов, так как следствием конденсации может стать появление грибковых образований и плесени, оказывающих разрушительное воздействие на строительную конструкцию и неблагоприятное влияние на здоровье людей. Наиболее эффективным способом борьбы с этими нежелательными явлениями является грамотное проектирование и тщательное выполнение теплоизоляции и утепления полов. Материалы, применяемые для этих целей, подвергаются повышенным нагрузкам, поэтому они должны обладать высокой прочностью на сжатие и малой степенью деформации при сжатии.

Другими важными характеристиками теплоизоляционного материала, позволяющими уменьшить до минимума толщину конструкции пола, являются низкая теплопроводность и способность сохранять исходные теплоизоляционные свойства в течение практически неограниченного периода времени, даже при воздействии влаги и механических нагрузок. Утеплитель, экструдированный пенополистирол обладает всеми вышеперечисленными свойствами. Теплоизоляционные плиты на основе экструдированного пенополистирола удобны в работе, совмещают простоту и скорость укладки с небольшим количеством отходов, что сводит до минимума общую стоимость теплоизоляционных работ.

При наличии системы обогрева полов теплоизоляция является абсолютной необходимостью. Роль теплоизоляции в данном случае заключается в уменьшении степени излучения тепловой энергии в нежелательных направлениях. Именно в этом случае, из-за отсутствия рассеивания теплового потока, значительно снижаются расходы на энергоресурсы. (В противном случае обогревается не только Ваш пол, но и потолок соседа или подвального помещения соответственно).

При устройстве полов с подогревом, теплоизоляционные плиты укладывают на панель перекрытия. Непосредственно по ним выполняется конструктив "теплого пола" (согласно рекомендациям поставщиков).

В случае расположения гидроизоляции под слоем плит, гибкие отопительные трубы можно крепить непосредственно к плитам. Для предотвращения попадания в швы между плитами  цементного "молочка", перед заливкой стяжки, швы необходимо герметизировать (проклеить скотчем).

В случае размещения гидро- или пароизоляционной мембраны над плитами , для крепления гибких отопительных труб необходимо использовать дополнительный слой, чтобы обеспечить сплошную гидроизоляцию.  Для усиления теплового эффекта, более быстрого нагрева поверхности пола и экономии энергии на поддержание оптимальной температуры подогрева, вместо полиэтиленовой пленки, поверх плит теплоизоляции можно настелить отражающую фольгу, отражающую теплоизоляцию, что увеличит КПД системы подогрева до 30%.

Утепление кровли, теплоизоляция кровли

При выборе теплоизоляции для кровли определяющим является то, какой вид кровли необходимо утеплить: скатная кровля (стропильная кровля), плоская кровля, эксплуатируемая кровля и т.д.

Наилучшим утеплителем для скатной кровли являются минераловатные плиты, или базальтовые плиты, плотностью 35-45 кг/м³. Они легко укладываются между стропилами, обладают низкой теплопроводностью и позволяют подкровельному пространству «дышать». В данном случае, важно обеспечить надежную пароизоляцию и гидроизоляцию утеплителя, т.к. именно ошибки строителей, при устройстве пароизоляции и гидроизоляции кровли, приводят к повышенному образованию конденсата, увлажнению утеплителя и нарушению теплоизоляции кровли.

Утеплитель для плоской кровли, инверсионной, или эксплуатируемой кровли должен обладать целым набором исключительных характеристик. Эти теплоизоляционные материалы должны решать две задачи - утепление крыши и защита покрытия кровли от температурных колебаний, не позволяя появляться трещинам и разрывам в гидроизоляционном покрытии, при резком колебании внешних температур. Для решения этих задач нужно выбирать утеплитель, который обладает высокой механической стойкостью и наименьшим весом, при высочайшем уровне сопротивления нагрузкам на сжатие – такими свойствами обладает, например, экструдированный пенополистирол. Он не впитывает влагу, выдерживает нагрузки на сжатие до 35 тонн на кВ.м и не меняет своих теплозащитных свойств в течении всего срока службы.

Какие технические характеристики необходимо учесть при выборе теплоизоляции

Эффективность теплоизоляционных материалов характеризуется их техническими характеристиками и теплофизическими свойствами.

Основные технические характеристики теплоизоляционных материалов.

Важнейшими техническими характеристиками теплоизоляционных материалов являются :

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 приопределенных 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 воздухопроницаемого теплоизоляционного материала ( минвата, базальтовая вата, стекловата) 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. В многослойной ограждающей конструкции необходимо соблюдать следующие принципы пароизоляции:

- при расположении воздухопроницамого утеплителя внутри помещения, пароизоляция должна располагаться перед утеплителем (со стороны помещения). Швы и соединения пароизоляционной пленки должны быть загерметизированы .

- при расположении воздухопроницаемого утеплителя с внешней стороны ( фасад), лучше использовать пароизоляционную мембрану, устанавливаемую с внешней стороны теплоизоляции.

  1. 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, проницаемые , для свободного выхода водяных паров из здания, но защищающие конструкцию стены и утеплитель от проникновению влаги извне.
  2. Исследования показали, что многие негативные явления, возникающие в многослойных ограждающих конструкциях (возникновение плесени, гниль и др.), как правило, связаны с сыростью, вызванной неправильной пароизоляцией и гидроизоляцией конструкций. Залог надёжной работы ограждающей конструкции - учёт на стадии проектировании всего комплекса вопросов теплопереноса.
Вверх

Контактная информация

г. Москва

Адрес склада: с.Беседы (55.604611, 37.791391)

Схема проезда

+7 499 340-80-63
+7 926 511-24-92
* Пн-Пт с 9:00 до 18:00
email izollaru@ya.ru

Мы получаем и обрабатываем персональные данные посетителей нашего сайта в соответствии с политикой конфиденциальности. Политика возврата. Если вы не даете согласия на обработку своих персональных данных, вам необходимо покинуть наш сайт.