Размещено на http://www.allbest.ru

Старооскольский технологический институт (филиал) им. А. А. Угарова

Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования

"Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Кафедра ПГС

РЕФЕРАТ

По дисциплине: Инновации в строительстве

На тему: Инновации теплоизоляционных материалов

Выполнил:

ст. гр ПГС-10з.

Перов Дмитрий

Проверил:

Лосев Ю.Г.

г. Старый Оскол 2016 г.

Инновационные утеплители: новинки рынка теплоизоляционных материалов

Перед многими домовладельцами встает проблема утепления дома, а, следовательно, и выбора теплоизоляционного материала. Ведь теплый дом -- это не только комфортное проживание, но и приличная экономия на обогреве. Практичные хозяева ответственно подходят к выбору утеплителя. Самые популярные и доступные материалы, которые без проблем можно приобрести в любом строительном магазине, мы рассмотрели в предыдущих статьях.

А сейчас остановимся на новинках современного рынка -- инновационных разработках, которые уверенно входят в нашу жизнь.

Жидкие теплоизоляторы: Корунд, Изолат, Теплометт, Астратек

теплоизоляция пластмигран базальтовый здание

Жидкие утеплители в России выпускаются несколькими фирмами, поэтому торговые марки имеют разные названия. Но суть их действия одинакова, а обобщающие наименования -- теплокраска или жидкая керамическая теплоизоляция. Внешне это вязкая белая суспензия, обладающая хорошей адгезией к поверхностям любого типа. Наносится жидкий утеплитель кистью, валиком или распыляется. В результате получается тонкое, эластичное, прочное полимерное покрытие, позволяющее существенно снизить теплопотери.

Теплокраска отражает и рассеивает излучение, ей никак не вредят УФ-лучи, она идеально подходит для изоляции конструкций с высокой температурой. В состав жидких теплоизоляторов входят керамические микросферы, наполненные разряженным воздухом, и акриловый связующий компонент. Кроме того, в эту смесь вводятся антипиреновые добавки, предотвращающие коррозию и образования грибка.

Изобретение теплокраски позволило получить давно искомый набор свойств: этот теплоизолятор легкий, гибкий, наносится тонким слоем, растягивается и подходит для любых поверхностей.

Достоинства:

· экономит полезную площадь;

· обладает высокой теплоизолирующей способностью;

· имеет малый вес;

· хорошо скрадывает шумы;

· защищает не только от холода, но и летнего зноя;

· легко наносится;

· безопасна для здоровья человека и не вредит окружающей среде.

Теплокраска может использоваться для утепления стен, пола и кровли. Кроме того, она подходит для поверхностей со сложной геометрией (откосов, труб, запорной арматуры, емкостей разных форм). После покраски фасадов зданий можно производить последующую финишную облицовку, а после нанесения на стены изнутри -- клеить обои.

Недостатком жидкой теплоизоляции является только цена. Но есть все предпосылки, что с развитием и распространением технологии ее создания теплокраска станет более доступна.

Пластмигран

Пластмигран -- это новый материал, созданный на базе минеральной ваты и полистирольной пыли. После смешения компонентов состав помещается в металлический модуль с перфорацией, где под высоким давлением продувается паром. Отсутствие химических добавок обеспечивает экологичность материала. Пластмигран получается прочным, водонепроницаемым и устойчивым к огню.

Пластмигран буквальным образом лишен недостатков. Но из-за дороговизны оборудования для его производства не нашел широкого применения. Внешне это тонкие пластины или формованные изделия, которые легко и удобно монтировать.

Недостатки:

· для лучшего сцепления с основой требуется обезжиривание специальными химическими составами;

· дороговизна производства;

· дефицит на отечественном рынке;

· высокая цена.

Пластмигран -- это, пожалуй, самое незнакомое слово для потенциальных клиентов, интересующихся теплоизоляционными материалами. Но многие эксперты уверены, что за ним будущее.



Теплолен

Этот утеплитель не так уж нов, но мы включили его в список инноваций в виду того, что в нашей стране с ним мало кто знаком, несмотря на все его положительные качества. Итак, что же такое теплолен? Это утеплительный материал, созданный на базе льняного волокна.

Лен издавна известен своими уникальными свойствами: в льняной одежде тепло зимой и не жарко летом. Эти способности и были учтены при создании теплольна. Чтобы утеплитель держал форму, в волокна льна вводится 15% термоскрепляющего волокна.

Материал наверняка заинтересует людей, заинтересованных в создании экологичного дома. Монтаж теплольна не предполагает создания пароизоляции, он отлично регулирует влагообмен, а также обладает бактерицидными свойствами, что особенно ценно, когда речь идет о деревянных строениях. Монтируется теплолен аналогично прочим волокнистым утеплителям. А его цена сопоставима с ценой экструдированного полистирола.

Итак, достоинства:

· экологичность;

· хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства;

· обеспечение комфортного микроклимата ввиду плавного изменения температуры и влажности;

· отсутствие болезненной микрофлоры;

· простота и привычность монтажа;

· отсутствие усадки;

· долговечность.

Теплолен очень популярен в Финляндии, там работают три фабрики по его производству. А в России утеплитель только начал завоевывать рынок, но ему уже пророчат большое будущее.



Современные вариации фибролита: Green Board®

Многие скажут, что фибролит -- это не инновация, а хорошо забытое старое, ведь он выпускался еще в советские времена, а на Западе давно известен под названием плиты WWCB. Но материал, о котором пойдет речь, -- это усовершенствованный фибролит, созданный на базе древесного волокна, жидкого стекла и портландцемента.

Этот утеплитель обладает уникальным свойством: его температура начинает меняться только через 10 часов после изменения температуры извне. Так, в жару фибролит прогреется лишь к вечеру, тогда как минвата примерна через пару часов.

Достоинства:

· срок службы -- 100 лет;

· хорошие тепло- и шумоизоляционные качества;

· устойчивость к гниению, образованию плесени и грибковым поражениям;

· влагостойкость;

· морозостойкость;

· легкость;

· удобство в монтаже (можно сверлить, забивать гвозди, пилить);

· формостабильность;

· трудногорючесть;

· отсутствие вредных выделений.

Еще одним несомненным достоинством усовершенствованного фибролита является сейсмостойкость, что делает его очень популярным в Японии. К недостаткам можно отнести лишь цену, которая прилично выше цены традиционного материала.

Вакуумная изоляция

Вакуумный теплоизолятор создавался для нужд космического строения. На сегодняшний день это самая эффективная изоляция, но при этом самая сложная и дорогая. Она представляет собой прямоугольные панели с вакуумом внутри и облицовкой из фольги.



Достоинства:

· 100% эффективность: вакуум внутри предполагает отсутствие возможности передавать как холод, так и тепло!

Недостатки:

· сложности при изоляции стыков;

· хрупкость;

· невозможность монтажа в труднодоступных местах;

· дороговизна.

Рынок теплоизоляционных материалов не стоит на месте, то и дело появляются новые утеплители, свойства которых превосходят достоинства изоляторов предыдущего поколения. Будем следить за появлением интересных новинок!

Важнейшими задачами теплоизоляции называют:

* Снижение потерь тепла;

* Обеспечение постоянства температуры в помещениях при колебании температуры (все это относится к теплоизоляции зданий);

* Экономия топлива, энергии, строительных материалов;

* Увеличение мощности тепловых агрегатов, увеличение КПД (в области промышленных установок - промышленные печи, котлы и т.д.);

* Охлаждение холодильных агрегатов и машин, а, следовательно, снижение энергозатрат.

Следует также отметить, что в Европе проводились исследования Европейской Ассоциацией производителей изоляционных материалов, в результате которых были сделаны выводы, что загрязнения окружающей среды в большей мере можно избежать, развивая технологию изоляционных процессов. С применением теплоизоляции количество выбросов CO2 уменьшилось на 10%; одновременно уменьшаются выбросы двуокиси серы, нитратов и других вредных веществ, что в значительной степени уменьшает количество кислотных осадков.

Рассмотрим подробнее некоторые теплоизоляционные материалы.

Пенополиуретан. Это синтетический полимерный материал. Он имеет закрытые поры, в которых находится изоляционный газ (воздух), обладающий низкой теплопроводностью. Его особенностью считается возможность изготавливать ППУ на месте производства (строительства).

Пенополиуретан обладает рядом свойств:

* прочный и легкий;

* он позволяет покрывать поверхности любой формы;

* влагоустойчив, препятствует образованию коррозии;

* высокая способность сцепления поверхностей из любых материалов;

ППУ имеет ряд преимуществ по отношению к некоторым другим изоляционным материалам. При его использовании нам не нужны крепежные элементы, и он устойчив к механическим нагрузкам, растворителям, кислотам и щелочам.

Диапазон температур применения варьируется от -600 С до +1000С.

Следующий материал, который становится более популярным - это изоляционная краска. Она представляет собой полые микроскопические силиконовые или керамические шарики, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой смеси, состоящей из синтетического каучука, неорганических пигментов и акриловых полимеров. Благодаря такому составу, материал становится гибким, легким и хорошо ложится на покрываемую поверхность. В шариках содержится молекулярный воздух, который обладает плохой теплопроводностью, и, как следствие, хорошими изоляционными свойствами. Краска представляет собой белую вязкую жидкость, которая после нанесения и высыхания образует эластичное покрытие. Поверхность, на которую наносится краска, должна быть чистой, без ржавчины и грязи.

Диапазон температур применения составляет от -470С до +2600С.

К преимуществам такой краски относятся пожаростойкость и возможность нанесения на металл, деревянную, кирпичную, пластиковую, стеклянную и другие поверхности.

Материал, который начинает все чаще использоваться для выполнения теплоизоляции сложных инженерных систем (таких как холодильное оборудование, системы вентиляции и кондиционирования и т.д.) - это каучук.

Каучук - это гибкий пеноматериал с закрытыми порами. Он имеет ряд важных свойств и особенностей:

* огнестоек;

* имеет высокую степень стойкости к влагопоглащению и паропроницанию (высокие коррозионные свойства);

* не подвержен действию микроорганизмов и плесени;

Применение вспененного каучука при изоляции помогает значительно снизить потери тепла, упрощает теплоизоляционные конструкции, и, следовательно, приводит к снижению монтажных операций, сокращает время и стоимость монтажа. Данный материал обладает высокой гибкостью и хорошей адгезией. Исследования показали, что срок службы каучука составляет 20 лет. Преимущество данного материала заключается в том, что он при эксплуатации не выделяет в окружающую среду пыль и вредные вещества. Это позволяет использовать его на таких объектах, как медицинские центры, пищевое производство и др. Также к преимуществам каучука относят устойчивость к воздействию погодных условий, ультрафиолета и других химических реагентов, благодаря веществам, которые входят в состав.

В зависимости от марки каучука он может использоваться для изоляции поверхностей с температурами от -2000С до +1500С.

В заключении можно сказать, что наука в мире непрерывно развивается. Изобретаются всё новые различные инновационные материалы, с помощью которых можно в значительной степени решить проблемы во многих сферах жизни и деятельности человека (снизить потери тепла, увеличить КПД установок, защитить конструкции от коррозии и т.д.), а, следовательно, снизить затраты, что в наше время является одним из важнейших факторов. Широкий спектр инновационных материалов позволяет выбрать те, которые нам наиболее подходят.

Минераловатные утеплители

Лучшими среди минеральных утеплителей однозначно признаны утеплители базальтовые. Сегодня они очень популярны и используются в тепловой теплоизоляции внутренних стен зданий, перегородок, потолков и полов, мансард, щитовых конструкций. Базальтовая теплоизоляция обладает широким температурным диапазоном (от 300 до 900 градусов), не выделяет токсичных газов при воздействии огня и способна прослужить верой и правдой вплоть до 50 лет. Низкая потеря тепла при использовании минерального утеплителя позволяет уменьшить расходы на отопительную систему дома.

Минеральный утеплитель обладает высокой паропроницаемостью, пар концентрируется в его толще. Чтобы защитить конструкцию от конденсата, с «тёплой» стороны утеплитель должен быть защищён пароизоляционным барьером, снаружи же, наоборот, не должно быть никаких препятствий свободному выходу пара. При контакте с металлическими поверхностями утеплитель не приводит к коррозии, что является ещё одним плюсом в его пользу. Данный материал может похвастаться не только хорошей тепло-, но и звукоизоляцией. Звукопоглощающие свойства материала увеличивают затухание акустических волн и значительно снижают звуковой уровень помещения.

Из минерального утеплителя, в зависимости от его технических характеристик, производятся как мягкие плиты и маты (они применяются в каркасных конструкциях), так и жёсткие и полужёсткие изделия для фасадных конструкций, где изоляция находится под воздействием различных нагрузок. Возможны многочисленные комбинированные системы. Например, для вентилируемых фасадов применяются двухслойные плиты со слоями разной плотности. Менее плотная примыкает к стене, а более плотная остаётся с наружной стороны. Разработана также специальная марка минеральной ваты, применяющаяся для металлических сэндвич-панелей, её волокна расположены вертикально.

Причины популярности базальтовой теплоизоляции

Обоснованная техническая и экономическая концепция развития производства и применения теплоизоляционных материалов способна оказать большое влияние на всю структуру строительного производства. Массовое применение теплоизоляционных материалов в гражданском, сельском и промышленном строительстве резко сокращает потребность в традиционных строительных материалах, сокращает грузопотоки, энергозатраты на строительно-монтажные операции. Одним из наиболее распространенных видов теплоизоляции дома является базальтовая теплоизоляция.

Наиболее оптимальным сырьем для производства нового и современного типа волокон с очень специфичными и при этом универсальными свойствами являются горные породы -- базальты. Базальты -- это высокостабильные по химическому и минералогическому составу эффузивные магматические горные породы. Это самые распространенные магматические породы на Земле и других планетах. Запасы базальта составляют 25-38% площади, занимаемой на Земле всеми магматическими породами. Базальты являются продуктами вулканической деятельности третичного и четвертичного периода и реже -- юрского и мелового.

Базальтовая теплоизоляция изготавливается из однокомпонентного дешевого сырья (базальтовых пород). Технологический процесс при производстве базальтовой теплоизоляции включает всего одну стадию, что позволяет снизить ее себестоимость по сравнению со стекловолокном на 15-20%. Одним из привлекательных свойств при использовании базальтовых пород является то, что из 1 кг базальтового сырья получается практически 1 кг готового базальтового волокна, из которого и производится базальтовая теплоизоляция.

Базальтовая теплоизоляция характеризуется следующими свойствами: высоким уровнем физико-механических и химических свойств; повышенной стойкостью в агрессивных средах и к вибрациям. Базальтовая теплоизоляция очень долговечна: она может прослужить Вам до 100 лет. Свойства этого материала отличаются стабильностью, т.е. даже во время длительной эксплуатации в различных условиях они не изменятся. Базальт очень экологичен. Базальтовая теплоизоляция подходит для теплоизоляции зданий/

Тепловая изоляция играет существенную роль в современном строительстве. Теплоизоляционные материалы - неотъёмлемая часть защиты оборудования и зданий. За счёт систем теплоизоляции значительно повышаются надежность, долговечность и эффективность эксплуатации зданий, сооружений и оборудования. Основные функции тепловой изоляции: создание комфортных условий для проживания в домах, понижение тепловых потерь, выбрасываемых в атмосферу, поддержание заданной температуры в организации производственного процесса, защита строительных конструкций от огня, защита от испарения сжиженных газов.

Главное качественный критерий теплоизоляции - это теплопроводность. Материал для утепления зданий должен определённым образом препятствовать проникновению тепла наружу. Чем меньше величина теплопроводности, тем лучше это для теплоизоляции дома. Такое качество, как горючесть материала, призвано обеспечивать пожарную безопасность здания. Материал при контакте с огнём не должен выделять токсичных газов. Паропроницаемость - это способность материала пропускать водяной пар. В случае образования конденсата существенно снижаются эксплуатационные качества теплоизоляции. Плотность характеризует нагрузки от веса теплоизоляции на конструкцию здания. Ещё одним важным качеством теплоизоляционного материала является его водостойкость, а именно способность материала сохранять свои свойства при контакте с влагой. Способность же материала отталкивать влагу называется гидрофобностью.

Современные системы теплоизоляции зданий

Проблему теплоизоляции зданий строители решают на протяжении уже многих веков. Особенно важной она является для стран, где в соответствующие времена года температура опускается значительно ниже нуля градусов. Сегодня для теплоизоляции зданий можно применять очень много различных материалов (пенополистирол, стекловату, шлаковату и др.), но одними из самых лучших считаются материалы на основе минерального сырья. Минеральные утеплители можно использовать для всех элементов здания, включая внутренние и внешние стены, междуэтажные перекрытия, сэндвич-панели, плоскую кровлю, а также трубопроводы, инженерные системы, щитовые конструкции.

Для систем теплоизоляции, как правило, используют минераловатные плиты и мягкие подшивные базальтовые маты. Плиты обладают большой жесткостью и потому их обычно применяют для поверхностей, испытывающих наибольшую нагрузку (фасады, кровли). Маты, как правило, используют для внутренней теплоизоляции здания (стены, перекрытия).

Теплоизоляция зданий на основе минерального утеплителя имеет отличную оценку по всем основным показателям. Прекрасные теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства сочетаются с высокой паропроницаемостью и гидрофобизированностью. Поскольку материал изготовлен из минерального сырья (базальт является горной породой), он оказывается устойчивым к воздействию очень высоких температур (до 1000 градусов Цельсия). Поэтому даже при возникновении пожара теплоизоляция из него не будет плавиться. Также плиты и маты из минералваты можно считать экологически чистым материалом. Минеральное сырье способствует высокой прочности изоляционных материалов из базальта, более того, они практически не подвержены деформации. Это значит, что в процессе многолетней эксплуатации теплоизоляционные панели не утончаются и не теряют своих свойств.

Основанием для панели из минваты служат сами стены. На них они прикрепляются при помощи специальных клеев из портландцемента с добавлением полимеров. Он является экологически чистым и способен надежно прикреплять и удерживать даже панели большой плотности.

Способы производства минераловатных плит

Минераловатные изделия подразделяются на штучные изделия - плиты, цилиндры, полуцилиндры, сегменты; рулонные - маты прошивные и на синтетическом связующем; шнуровые - шнуры (жгуты); сыпучие - гранулированная вата. Значительный интерес для современного полносборного строительства представляют твердые минераловатные плиты и плиты повышенной жесткости. При 10% деформации предел прочности при сжатии плит повышенной жесткости 0, 05-0, 2 МПа, твердых плит 0, 15-0, 3 МПа. В качестве связующих элементов при их производстве применяют синтетические смолы.

Минераловатные плиты могут быть получены конвейерным, мокрым (изгидромасс), кубовым способами. При конвейерным способе получения минераловатных плит на синтетическом связующем, ковер формируется на сетчатом конвейере. Влажность ковра в зависимости от способа введения связующего меняется от 10 до 50%. Необходимая жесткость минераловатных плит достигается за счет повышения содержания связующего до 8-10% и увеличения давления подпрессовки в камере тепловой обработки.

При мокром способе процесс изготовления минераловатных плит состоит из трех основных операций: приготовления гидромассы, формирования из нее непрерывного минераловатного ковра и его тепловой обработки. Гидромассу приготавливают из разрыхленной минеральной ваты, связующего и пенообразователя. Добавка пенообразователя облегчает смешивания волокна со связующим и способствует повышению однородности гидромассы. Свойства гидромассы существенно влияют на структуру минераловатных плит и их физико-механические характеристики и зависят от способа ее приготовления. Для получения гидромассы используют смесители периодического или непрерывного действия различных конструкций, в основном смесители роторного и валкового типов. Полученная однородная гидромасса и поступает в бункер формовочного устройства. Формование может осуществляться двумя способами: подпрессовкой гидромассы до заданной толщины ковра и отливкой ковра с последующим вакуумированием и калибровкой.

Политерм

Политерм или пенополистиролбетон - это высокоэффективный материал, предназначенный для утепления полов и крыш, угол наклона которых не превышает 35 градусов. Политерм - это смесь, состоящая из бетона и шариков пенополистирола, которые перемешиваются в обычной бетономешалке. Заливка этой смеси происходит точно так же, как заливка обычного цемента, после чего политерм быстро застывает. В теплую солнечную погоду застывание смеси длится не более двадцати четырех часов.

Продается политерм в виде сухого наполнителя, состоящего из шариков пенополистирола, обработанных таким образом, что в воде они не всплывают на поверхность, а равномерно распределяются по ее объему, образуя однородную смесь. И при добавлении цемента и дальнейшем перемешивании плотность пенополистирола оказывается одинаковой по всему объему смеси. Общий состав смеси включает порядка 10% воды, 10-20% цемента и от 70 до 80% пенополистирольного наполнителя. Благодаря высокому содержанию пенополистирола политерм обладает отличными теплосберегающими свойствами. Ведь пенополистирол - один из самых высокоэффективных теплоизоляторов, как сам по себе (в виде пенопластового утеплителя), так и в соединении с другими материалами. При этом материал очень удобен в работе и позволяет варьировать толщину заливки и другие параметры. Помимо основной функции - теплоизоляции - политерм выполняет также другие важные задачи. Одна из них - звукоизоляция. При утеплении полов политермом уровень шума, достигающего нижестоящих помещений, сокращается на 15 децибел и более. Политерм устойчив к воздействию влаги и любых химических и биологических реагентов. Сухой наполнитель весьма легок, а следовательно, его просто транспортировать. Пенополистиролбетон также легче обычного бетона, а поскольку она жидкая, ее можно поднимать на любую высоту по трубам или шлангам с помощью помпы. Это очень упрощает работу по заливке тепло- и звукоизоляционного материала при строительстве многоэтажных зданий и высотных объектов. Бригада из трех человек с бетономешалкой и помпой за восьмичасовую смену может уложить до 100 квадратных метров политерма. Таким образом, политерм является одним из самых эффективных и выгодных (как с точки зрения капиталовложений, так и с точки зрения трудозатрат) теплоизоляционных и звукоизоляционных материалов, применяемых в современном строительстве.

Размещено на Allbest.ru

...