Виды и применение теплоизоляционных материалов


Минеральная вата считается самым популярным утеплителем универсального назначения. Минеральной ватой называется любой волокнистый утепляющий материал на основе минерального сырья: доломита, базальта и др. горных пород. Для придания формы, в процессе производства добавляется синтетический связующий компонент (чаще всего – фенолформальдегидная смола).

Степень пористости материала составляет свыше 95%, что обуславливает высокие теплоизоляционные свойства. Вата выпускается в матах, плитах 3-х степеней жесткости, цилиндрах (применяются для утепления труб).

Разновидности минеральной ваты:

Шлаковата: минвата на основе самого дешевого сырья – шлака, имеет низкие теплоизоляционные свойства, не применяется в жилых помещениях.
Каменная вата двух разновидностей: на основе природных ископаемых со связующим компонентом, и на основе тонкого и супертонкого базальтового волокна.
Стекловолокно (вата на основе очень тонких стеклонитей).
Минеральная вата относится к категории негорючих утеплителей. В числе ее преимуществ:

низкая теплопроводность;
шумоизоляция;
высокая морозоустойчивость и термоустойчивость.
Главным недостатком минваты является потеря свойств при намокании: для этого в состав некоторых минераловатных материалов добавляются вещества, придающие им гидрофобные качества. Кроме того, при монтаже ваты нужно предусмотреть пароизоляцию и гидроизоляцию.

Наивысшими теплоизолирующими свойствами обладает такая разновидность минераловатных материалов как плиты и маты на основе базальтовых горных пород. Выделяется два типа базальтового волокна: непрерывное и штапельное.

В числе преимуществ материала:

высокая степень огнезащиты;
теплостойкость: материал сохраняет свои свойства даже при высоких температурах;
звукоизоляция;
долговечность.
Стекловата – это материал на основе тонких и супертонких стеклонитей. Она имеет ту же сырьевую базу, что и стекло: известь, кварцевый песок, сода.

Материал выпускается в плитах, рулонах (стеклоткань, стеклохолст) стеклосетке, скорлупах (для тепловой изоляции труб). На основе стеклоткани и стеклохолстов производятся прошивные маты.

Стекловата имеет те же преимущества, что минеральная вата:

экологичность;
гибкость и эластичность стекловолокон;
устойчивость формы, минимальная деформация в процессе эксплуатации;
биологическая устойчивость.
По прочности стекловата выигрывает у базальтовых материалов, а также отличается повышенной шумоизоляцией. Вместе с тем, она меньше подходит для теплоизоляции технических объектов: предел температурной стойкости стекловолокна составляет 450С° (без учета связующего компонента), что ниже, чем у материалов на основе базальтовых пород.

Вата теплоизоляционная — использование для стен

В отдельный раздел стоит выделить полимерные теплоизоляционные материалы: (жесткие, средне жесткие и эластичные). Выделяется 2 вида пенопластовых материалов: термопластичные (после повторного нагрева размягчающиеся) и термонепластичные (материалы, отвердевающие после первичного нагрева и при повторном нагревании не размягчающиеся).

Термонепластичные материалы:

пенополистирол;
пенополивинилхлорид.
Термонепластичные материалы:

пенополиуретан;
материал на основе фенолформальдегидной или эпоксидной смол и др.
Полимерные материалы долговечны, обладают высокими теплоизолирующими свойствами, удобны в применении (кроме мелкодисперсного пенополиуретана, для нанесения которого требуется специальное оборудование), имеют невысокую степень водопоглощения.

Вместе с тем, большинство полимерных утеплителей относится к классу горючих материалов, кроме того, они не «дышащие».

Данные недостатки нивелирует такой утеплитель как ПИР плиты. Основа данного материала – пенополиизоцианурат. Он близок по структуре с пенополиуретаном, однако существенно превосходит его по показателям стабильности и устойчивости к химическому, механическому и термическому воздействию.

В числе прочих преимуществ материала:

энергоэффективность;
группа горючести Г1: теплоизоляция может долгое время сопротивляться воздействию открытого пламени;
водонепроницаемость: закрытая структура ячеек обеспечивает почти нулевой процент поглощения воды;
высокая упругость на сжатие;
деформационная устойчивость.
Многие производители, в частности ТМ ТехноНИКОЛЬ занимается производством особых PIR плит с герметичной двусторонней фольгированной обкладкой: такой теплоизолятор также выполняет функции пароизоляционной и гидроизоляционной мембраны.

Применение теплоизоляционных материалов позволяет минимизировать потери тепла при эксплуатации помещений. Если предполагается дополнительная теплоизоляция сооружения, можно сэкономить на дорогих строительных материалах и сделать стены прочие ограждающие конструкции более тонкими: при этом, их энергоэффективность будет даже выше. Существенно сокращая теплопотери, теплоизоляционные материалы позволяют снизить затраты на отопление эксплуатируемых помещений.

Основные характеристики теплоизоляционных материалов


Две основополагающих характеристики теплоизоляционных материалов – степень теплопроводности и пористость. Теплопроводность, в свою очередь, зависит от показателей влажности материала (влага более чем в 25 раз лучше проводит тепло, если теплоизолятор сырой, он не выполняет своих функций), температуры, состава и структуры.

Пористость – это показатель общего количества пор в материале (от 50 и до 98%): от нее зависит плотность и устойчивость теплоизолятора к деформации, а также его теплопроводность.

Структура пор может быть разной: они могут располагаться упорядоченно или хаотично (чем равномернее их распределение, тем лучше материал), иметь закрытую и открытую структуру, большой и маленький размер.

Не менее важны следующие характеристики:

Процент содержания влаги. Важный показатель – равновесная гигроскопическая влажность материала при изменениях температурно-влажностного режима эксплуатации материала.
Водопоглощение или свойство к впитыванию и удержанию влаги при прямом соприкосновении с ней. Существуют также гидрофобные теплоизоляционные материалы, не впитывающие влагу (это свойство достигается искусственным введением в состав материала особых добавок).
Плотность – отношение массы к объему, занимаемому материалом.
Прочность на сжатие. Если показатель прочности материала превышает 5 Мпа, то он относится к разряду теплоизоляционно-конструктивных материалов (может использоваться в несущих конструкциях).
Паропроницаемость – показатель количества водяного пара, проходящего через материал в условиях одинаковых температур с двух сторон слоя.
Класс пожарной безопасности материала.
Огнестойкость – свойство утеплителя в течение регламентированного времени (указано на упаковке) переносить высокие температуры без разрушения.
Биологическая стойкость: способность материала противодействовать живым микроорганизмам: грибкам, плесени, насекомым.
Температурная устойчивость – свойство материала сохранять исходные характеристики до определенной температуры.
Морозоустойчивость – способность материала сохранять свою структуру и свойства при многократном замерзании и размораживании.
Огнестойкость — способность конструкций в течение определенного времени выдерживать без разрушения воздействие высоких температур.
Прочностный предел на изгиб (для плитного утеплителя) и растяжение (для матов, войлочных рулонных материалов, и др.): показатель, важный для правильной транспортировки и установки утеплителя.

Теплоизоляционные материалы: принцип действия


Чтобы выбрать подходящий теплоизоляционный материал, необходимо понимать принцип действия теплоизоляции.

Теплопроводностью называется перемещение тепла за счет движения молекул. Самый низкий коэффициент теплопроводности имеет неподвижный сухой воздух – 0,023 Вт/(м*С).

Чем ниже теплопроводность, тем выше теплоизоляция: поэтому, принцип действия любых теплоизоляционных материалов (в верхней зимней одежде, строительстве и т.д.) основан на удержании воздуха в своих порах или ячейках.

Рулонный тип теплоизоляции

Что общего между всеми утеплителями, будь то базальтовая вата, стекловолокно или пенопласт? Это становится понятно при увеличении материалов под микроскопом: все они внутри пористые, состоят из ячеек или волокон, занимающих минимум пространства и служащих для задержки воздуха внутри материала (волокна и ячейки только замедляют молекулярное движение: остановить его полностью невозможно).

Если материал имеет низкую теплопроводность, он называется теплоизолятором, если же он предназначен для удержания тепла внутри объекта – он называется утеплителем: тем не менее, сейчас эти понятия уже не разграничиваются.

Бытовые и коммерческие классы ламината


Изначально классы ламината с 21 по 23 предполагалось использовать в бытовых условиях:

21: для помещений с малой степенью проходимости (спальни);
22: для помещений со средней эксплуатационной нагрузкой на покрытие (гостиная, зал);
23: для помещений с высокой степенью проходимости (коридоров, прихожих).
Тем не менее, малый срок эксплуатации классов 21-23 (до 6 лет) сильно смутил большинство потребителей: плавно их внимание переместилось на покрытия классов 31-33. В отличие от «низких» классов износостойкости, классы 31-33 служат до 25 лет, а также имеют более привлекательные эксплуатационные характеристики. На данный момент, классы с 21 до 23 практически не выпускаются.
Предполагаемая сфера применения коммерческих покрытий – школ, дошкольные и школьные учреждения, ВУЗы, офисные и торговые помещения, больницы, приемные.

Коммерческие классы распределяются аналогично:

31 класс применяется в помещениях с небольшой степенью проходимости;
32 класс – для средней эксплуатационной нагрузки;
33 класс применяется в условиях высокой нагрузки.
Отдельные производители выпускают ламинат 34 класса, с повышенными эксплуатационными характеристиками: в европейской классификации данный класс, пока что, не указывается.

Принципы классификации


Главный параметр деления ламината на классы – степень износоустойчивости, т.е. способности противостоять деформации и истиранию. Самый простой тест на износоустойчивость можно провести при помощи наждачной бумаги и монеты: взаимодействие с первым абразивным материалом покажет, как будет реагировать покрытие на постоянное истирание, а со вторым – как быстро на покрытии появятся царапины.

Разумеется, провести такое тестирование возможно только при наличии достаточного количества образцов материалов разных классов и производителей: рекламные представители многих крупных магазинов презентовали результаты подобных тестов на видеохостинге YouTube.

Степень износоустойчивости обозначается цифрой от 3 до 6 (указывается перед аббревиатурой АС на упаковке продукта). При этом два одинаковых покрытия, к примеру, 33 класса, могут демонстрировать различную степень износоустойчивости: все дело в том, что у одного будет показатель АС5, а у другого, при такой же стоимости – АС3.
Бывает и совершенно противоположная ситуация, когда ламинат низших классов имеет превосходное износоустойчивое покрытие АС. Именно поэтому при покупке нужно внимательно смотреть характеристики товара, и отдавать предпочтение известным, зарекомендовавшим себя на рынке торговым маркам.

Принадлежность к тому или иному классу указывает на время, в течение которого будет служить покрытие. Первая цифра класса определяет сферу использования ламината:

2 – бытовое применение в жилых помещениях с небольшой степенью проходимости (21-23 классы);
3 – покрытия для применения в коммерческих помещениях со средним и высоким уровнем эксплуатационной нагрузки (31-34 классы): магазинах, торговых комплексах, офисах и др.;
4 – условно «промышленная» сфера использования или коммерческая сфера повышенной степени эксплуатационной нагрузки: аэропорты, производственные цеха.
Вторая цифра класса указывает на интенсивность применения покрытия в заданной области (от 1 до 4: умеренное, среднее, интенсивное, высокоинтенсивное).

Полезное:
Инновации