Теплоизоляционные материалы, используемые в жилищном строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Главные требования, предъявляемые к материалам

2. Стекловолокно

3. Минеральная вата

4. Пенополистирол

5. Экструзионный пенополистирол

6. Вспененный полиэтилен

7. Современные утеплительные материалы на основе базальта

8. Свойства современных утеплителей

9. Монтаж теплоизоляции -- важные моменты

Литература

Введение

Каждому хочется, чтобы в его доме было тепло. Но как этого достичь? Можно, конечно, купить суперсовременный обогреватель, пуховое одеяло, а заодно пушистую-препушистую кошку, но если теплоизоляция жилища оставляет желать лучшего, комфорта и уюта добиться все равно не удастся. Тепло будет с завидным постоянством улетучиваться через зазоры в оконных проемах, кровле или между стыками конструктивных элементов...

Избежать этих проблем можно, используя при возведении коттеджа или ремонте квартиры качественные теплоизоляционные материалы. Благо недостатка в подобных «утеплителях» на петербургском строительном рынке сегодня нет. Главное - выбрать из существующего многообразия наиболее подходящий вам материал, а потом грамотно его применить.

Итак, современные теплоизоляционные материалы, используемые в жилищном строительстве, можно условно разделить на несколько видов: минеральные (минеральная вата и стекловолокно), пенополистиролы (гранулированный пенополистирол-пенопласт и экструзионный пенополистирол), а также вспененный полиэтилен. Рассмотрим каждый из них чуть подробнее.

1. Главные требования, предъявляемые к материалам

Энергоэффективность теплоизоляционного материала представляет собой способность значительно снижать потерю тепла помещением, которое подверглось изоляции. Для этого материалы должны обладать чрезвычайно низкими показателями теплопроводности, а именно 0,06 и меньше. Кроме того, современные утеплители должны иметь способность к аккумуляции тепла. Немаловажны и затраты энергии на производство материала и его транспортировку. Важно помнить, что об изоляции нужно позаботиться еще при строительстве дома, определившись заранее, какие материалы стоит предпочесть.

Экологичность теплоизоляционного материала - это способность приносить наименьший вред здоровью человека и окружающей среде. Это качество важно в процессе эксплуатации конструкций. Изоляция в целом должна характеризоваться отсутствием вредных выделений при производстве и последующей транспортировке.

Таким образом, актуальные теплоизоляционные материалы - те, которым свойственны экологичность и энергоэффективность, а иначе утеплитель должен обладать коэффициентом теплопроводности, который меньше 0,06. Если теплоизоляция не способна демонстрировать такие показатели, необходимо чрезмерное использование топливных ресурсов на отопление и увеличенный расход материалов.

Теплоизоляционные материалы на сегодняшнем рынке можно подразделить на основные группы: стекловатные и минераловатные маты и плиты; пенопласты (пенополиуретан, пенополистирол и пеноизол); вата и плиты, выполненные из древесных, растительных волокон либо волокон, имеющих животное происхождение; современные вспученные теплоизоляционные натуральные материалы (перлит, пеностекло, пенокерамика, вермикулит и т.д.). Каждый из них может быть применим при строительстве дома и уже после его завершения.

2. Стекловолокно

Стекловолокно изготовляется следующим образом. Сырье - кварцевый песок - подается пневмотранспортером в плавильную газовую печь, где плавится при температуре 1500°С, превращаясь в жидкое стекло. Затем эта масса попадает в чаши центрифуговальной машины, действующей по принципу распылителя.

Чаши, имеющие множество отверстий диаметром 4-5 микрон, вращаются с огромной скоростью. За счет центробежной силы жидкое стекло вылетает сквозь отверстия и преобразуется в стеклянные волокна. На них набрызгиваются связующие и масла, способствующие укреплению структуры материала и склеиванию его мельчайших частиц. Затем на транспортере вата попадает в камеру полимеризации, где обрабатывается горячим воздухом при 200-230°С.

Последний этап, необходимый для получения требуемых качеств - обработка материала в печи. После нее готовую стекловату режут по заданным размерам. Дополнительно поверхность утеплителя может в процессе производства оклеиваться различными материалами, придающими стекловолокну те или иные свойства, как то: алюминиевая фольга, стеклохолст, нетканые материалы и т.д. (к примеру, покрытие из фольги позволяет использовать материал для изоляции перекрытий подвалов, так как фольга выполняет функцию ветрозащиты) (рис.1).

Стекловолокно, в отличие от минеральной ваты - довольно упругий материал. Длина его волокон - около 15 см, в то время как длина каменного волокна обычно не превышает 1,5 см. Повышенная упругость стекловолокна позволяет транспортировать его в рулонах на значительные расстояния, без особого труда складировать на стройплощадках - при вскрытии упаковки материал быстро возвращается к исходным параметрам.

Рис.1

Стекловолокно, в отличие от минеральной ваты - довольно упругий материал. Длина его волокон - около 15 см, в то время как длина каменного волокна обычно не превышает 1,5 см. Повышенная упругость стекловолокна позволяет транспортировать его в рулонах на значительные расстояния, без особого труда складировать на стройплощадках - при вскрытии упаковки материал быстро возвращается к исходным параметрам.

Теплоизоляционные материалы из стекловолокна - неплохие звукоизоляторы, так как имеют волокнистую структуру и хорошо поглощают звук. Кроме того, они обладают высокой химической стойкость, негигроскопичны. Благодаря обработке специальными составами, теплоизоляция из стекловолокна отпугивает вредителей, а на ее поверхности никогда не образуется плесень.

Теплоизоляционные изделия из стекловолокна применяются, в основном, при утеплении так называемых ненагруженных конструкций (скатные кровли, навесные вентилируемые фасады и т. д.). Еще их используют при устройстве полов по лагам, потолков подвалов, перекрытий, внутренних перегородок. В силу высокой сжимаемости и упругости стекловолоконная теплоизоляция особенно удобна при утеплении труднодоступных мест, узлов сопряжения элементов конструкций.

На петербургском рынке теплоизоляция из стекловолокна представлена, в основном, компаниями ООО «УРСА Евразия», входящего в состав испанского строительного концерна Uralita (теплоизоляционные материалы выпускаются под торговой маркой URSA Glasswool), и Isover Oy (Финляндия, дочерняя компания крупнейшего и старейшего производителя стекла в мире - французского концерна Saint-Gobain.

3. Минеральная вата

Минеральная вата - волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый в результате расплава горных базальтовых пород при температуре около 15000°C. Основные достоинства минераловатной изоляции - негорючесть (материал выдерживает температуру до 10000°C, не плавясь), высокая теплоизолирующая способность, хорошая паропроницаемость (влага испаряется, не скапливаясь в толще утеплителя), устойчивость к температурным колебаниям и воздействию воды (для повышения водоотталкивающих свойств применяются гидрофобизаторы), абсолютная экологичность (рис.2).

Рис.2

Еще одно достоинство таких материалов - незначительная усадка и, соответственно, сохранение изначальных геометрических размеров в течение всего периода эксплуатации постройки (температурные деформации также практически отсутствуют). Благодаря этому удается избежать появления «мостиков холода», неизбежно возникающих в местах стыков в случае подвижек изоляционных плит.

Применение минеральной ваты позволяет обеспечить не только сохранение в доме тепла, но еще и качественную звукоизоляцию помещений. Материал значительно снижает риск возникновения стоячих звуковых волн внутри ограждающей конструкции, тем самым улучшая изоляцию от воздушного шума. Кроме того, звукопоглощающие свойства ваты значительно ускоряют «затухание» акустических волн.

Наконец, минераловатный утеплитель необычайно прост в монтаже. Мягкие изделия легко режутся ножом, а более плотные - ножовкой. Удобна и форма готовых изделий: к потребителю вата поступает в виде эластичных или жестких плит (в зависимости от сферы применения) либо прошивных матов.

Минераловатные теплоизоляционные изделия применются в системах наружного утепления «мокрого» типа, в качестве теплоизоляционного слоя в навесных вентилируемых фасадах и фасадах со штукатурным покрытием, а также для теплоизоляции скатных и плоских кровель. Ведущим российским производителем теплоизоляционных материалов из минеральной ваты является ЗАО «Минеральная вата». Кроме того, подобную продукцию предлагают челябинский завод «АКСИ» (с 2003 года входит в состав компании «ТехноНИКОЛЬ»), колпинская фирма «Изотек» и др. На рынке широкое распространение получили также материалы зарубежных производителей: Paroc (Финляндия), Rockwool (Дания) и др.

4. Пенополистирол

Пенополистирол (пенопласт) - полимерный материал, исходным сырьем которого служит безвредное экологически безопасное вещество - стирол. Молекулы стирола состоят из кислорода, углерода и водорода (рис.3). Они не содержат хлора и других галогенов, поэтому при разложении полистирола образуются только неопасные для здоровья вещества, те же, что при разложении древесины - вода и углекислый газ. При производстве пенополистирола не применяют связующие. Сырье перерабатывается под действием повышенных температуры и давления за счет спекания гранул друг с другом. Здесь, правда, необходимо оговориться: качество продукта в значительной степени зависит от того, какое именно технологическое оборудование применяется при его изготовлении.

Рис.3

Пенополистирол с низким водопоглощением, хорошими теплоизоляционными свойствами и высокой плотностью поверхностного слоя получается только на самом современном оборудовании, коим владеют, как правило, лишь лидеры рынка теплоизоляционных материалов (о производителях поговорим чуть позже). Пенополистирол химически стоек, не подвержен гниению и разложению, не меняет своих свойств на протяжении десятков лет (даже при многократных воздействиях знакопеременных температур).

В качестве утеплителя пенополистирол применяется в системах наружного утепления «мокрого» типа, в системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции, в системах с утеплителем внутри ограждающей конструкции. Используют его и для термоизоляции стеновых панелей, перекрытий, подвалов, кровель.

Кстати, делают из пенополистирола и теплоизоляционные фасадные плиты, представляющие собой трехслойную конструкцию из двух слоев полистиролбетона и среднего слоя из пенополистирола. Подобные изделия производит, в частности, югославская компания «Симпро» (торговая марка «Симпролит»).

В отличие от систем утепления фасадов, в которых применяются минераловатные или пенополистирольные плиты, оштукатуриваемые по сетке с последующей отделкой, плиты «Симпролит» готовы к отделке сразу же после закрепления на фасаде. Причем первоначальная отделка (грунтовка, шпаклевка) может выполняться еще до монтажа.

Самый качественный пенополистирол представлен в России несколькими заводами группы КNАUF (Россия), а также продукцией заводов «Мосстройпластмасс» и «Мосстрой-31».

5. Экструзионный пенополистирол

Сырьем для экструзионного пенополистирола служит обычный гранулированный пенополистирол (пенопласт). В процессе переработки его смешивают с различными ингредиентами, повышающими прочность и снижающими горючесть материала. Затем в однородную массу под давлением подается вспенивающий агент (например, углекислый газ).

В результате получается материал, образованный из мелких не сообщающихся друг с другом наполненных газом ячеек, обладающий нулевой капиллярностью и не пропускающий воду и ее пары (рис.4). Закрытая ячеистая структура обеспечивает незначительное изменение теплопроводности в условиях повышенной влажности, что позволяет с успехом применять экструдированный пенополистирол в качестве наружной теплоизоляции в подвалах без использования гидроизоляционных материалов.

Рис.4

Экструзионный пенополистирол легок в обработке (хорошо режется, легко поддается подгонке с помощью обычного ножа) и прост в монтаже. Работать с ним можно в любых погодных условиях. Высокие теплотехнические характеристики экструдированного пенополистирола позволяют использовать его для теплоизоляции ограждающих конструкций, фасадов зданий «мокрого» типа с последующим нанесением на теплоизоляционные плиты штукатурки или других облицовочных материалов, изоляции фундаментов, стен подвалов и подземных сооружений, внутренней теплоизоляции стен, теплоизоляции зданий изнутри (в том числе утепления полов над холодным подвалом).

В магазинах города продается экструдированный пенополистирол американской компании Тhе Dow Chemical Co (торговая марка Styrofoam), немецкой ВАSF АG (торговая марка Styrodur), австрийской Austrotherm XPS, ООО «УРСА Евразия» (линейка материалов URSA XPS).

6. Вспененный полиэтилен

Вспененный полиэтилен (на рынке более известный как изолон) уникален тем, что обеспечивает тепло-, гидро- и звукоизоляцию одновременно (рис.5). Важная его особенность - возможность получения состава с различным коэффициентом вспенивания, что обеспечивает различную плотность и расширяет спектр применения материала в строительстве.

Рис.5

Изолон с низкой плотностью обычно применяется в фундаментах, разделяющих перегородках, для изоляции стен коттеджей, садовых домиков, гаражей, лоджий, труб горячего и холодного водоснабжения и др. Изолон с высокой плотностью используется как тепло-, гидро- и звукоизоляционная прокладка в полах, уплотнитель стыков сборных элементов зданий, срубов, утеплитель для окон и т.д.

Выпускается изолон и с металлизированным покрытием (рис.6). Благодаря отражающим свойствам фольги, он удерживает внутри помещения инфракрасные лучи, что позволяет использовать его в саунах, банях, системах «теплый пол». Материал легко монтируется: сваривается, клеится, крепится мебельными скобами и строительными скотчами. Поставляется он в рулонах длиной до 200 м, толщиной от 2 до 12 мм, шириной от 0,55 м до 1,5 м, а также в листах размерами 1,4х2,0 м и толщиной до 15 мм.

Рис.6

В зависимости от технологии производства изолон бывает сшитым и несшитым. Последний относится к вспененным полиэтиленам, имеющим несвязанную молекулярную структуру (молекулы не имеют химической связи). При его получении структура полиэтилена не изменяется, а вот при производстве сшитого изолона - модифицируется. Образуется так называемая поперечно-связанная молекулярная модель. За счет этого увеличиваются теплостойкость (рабочий температурный интервал сшитого изолона, как правило, на 20-300°С выше, чем у несшитого), стойкость к органическим растворителям, ультрафиолету и атмосферостойкость, а значит продлевается срок службы материала.

Применяется сшитый изолон в качестве теплоизолирующего слоя между несущей частью стены и внутренней декоративной отделкой, между лицевыми сторонами стеновых перегородок, а также является упругой ударозвукоизолирующей прослойкой между основанием пола и стяжкой в конструкции плавающего пола или между стяжкой и покрытием пола.

7. Современные утеплительные материалы на основе базальта

Теплоизоляция из горных пород базальта имеет свойства негорючести, химическую устойчивость, экологически чиста и долговечна.

Наиболее оптимальным вариантом среди всех теплоизоляционных материалов можно назвать базальтовый утеплитель. Он применим почти для всех ныне существующих конструкций. Минераловатное изделие производится на базе базальтового волокна, предпочитают его за то, что он соответствует сразу всем требованиям и заявленным стандартам, которые предъявляются к утеплителю. Среди основных преимуществ его можно выделить теплозащитные и акустические характеристики. Данная теплоизоляция широко применяется еще на этапе строительства. Ей несвойственно горение, она экологична, химически и биологически инертна. Современные теплоизоляционные материалы должны быть прочны к механическим нагрузкам, что характерно для базальта. Кроме того, они должны иметь способность к восстановлению первоначальной формы после внешних воздействий.

При производстве базальтового утеплителя применяются горные породы, именно поэтому он обладает естественной связью с природной средой, не представляя вреда здоровью человека и экологической угрозы. Можно отметить, что цветоводы применяют базальтовое волокно в качестве искусственной почвы, пригодной для выращивания растений.

Современная базальтовая теплоизоляция, применяемая при строительстве зданий, обладает волокнистой структурой. В ее составе - переплетающиеся между собой тоненькие волокна, удерживающие воздух. Благодаря подобной структуре, теплопроводность базальтовой теплоизоляции практически такая же, как у лидера среди теплоизоляторов, т.е. у воздуха, когда он находится в неподвижном состоянии. Хаотичное расположение волокон, которым отличаются данные теплоизоляционные материалы, превосходно поглощает звук.

8. Свойства современных утеплителей

Теплоизоляционные маты и плиты можно приклеивать к основанию или класть насухо.

Сфера применения базальтовой теплоизоляции обширна, а именно: изоляция наружных стен, перегородок, кровель, мансард, перекрытий подвальных помещений и чердаков. Применяется такой материал и при теплоизоляции трубопроводов, резервуаров, воздухопроводов и прочего. В качестве еще одной сферы, где применяются базальтовые теплоизоляционные материалы, можно выделить использование его в качестве пожароразделяющего слоя. Данный вид утеплителя имеет несколько более высокую цену, чем аналоги, которые представлены волокнистыми утеплителями, но на рынке он обладает наиболее оптимальным соотношением цены и качества. Пожаробезопасность, долговечность и экологичность - это то, что выделяет материал среди остальных. теплоизоляционный стекловолокно пенополистирол полиэтилен

Применение базальтового утеплителя позволит позабыть про изоляцию на срок, равный 50 годам и более. А вот после завершения строительства такой вид теплоизоляции защитит дом от воздействия ультрафиолета, грибковых поражений и плесени.

При производстве минераловатных, стекловатных плит и матов в качестве связующего используют примерно 5% синтетических фенолформальдегидных и иных полимеров. Теплоизоляционные маты и плиты, которым свойственна низкая плотность, обладают большой сжимаемостью под воздействием нагрузки, им характерна и воздухопроницаемость. Если в процессе эксплуатации данных конструкций пары попадают в утеплитель, проходя сквозь стену, они станут конденсироваться в порах, что приведет к снижению теплопроводных характеристик. Именно поэтому в качестве обязательного условия применения стекловатных и минераловатных плит является монтаж пароизоляции со стороны внутренней поверхности построения, соответственно, будет необходимо наличие вентиляции приточно-вытяжного типа. Монтаж сплошной пароизоляции в процессе строительства дома предотвратит попадание в помещения фенола, формальдегида, а также других канцерогенных веществ, которые выделяются из связующего в течение всего периода эксплуатации.

9. Монтаж теплоизоляции -- важные моменты

1. Теплоизоляционные материалы и конструкции из них должны выполнять свои функции в течение всего срока эксплуатации здания.

2. В проекте должен быть описан способ монтажа и защиты материалов для обеспечения необходимой теплопроводности. Материал должен полностью заполнять все пустоты при монтаже, а так же заполнять стыковочные швы.

3. При наружном монтаже с подветренной стороны здания необходимо обеспечить защиту от ветра. Плотность теплоизоляционных материалов должна быть высокой, чтобы надежно препятствовать потокам ветра, которые будут снижать теплоизоляцию. Высокое внимание необходимо уделить герметичности соединения швов наружных стен и фундамента.

4. Паропроницаемость -- очень важный параметр, так как внутри конструкции существует вероятность образования конденсата влаги. Конструкция должна быть спроектирована так чтобы влага и пар могли свободно испаряться. Для уменьшения этого эффекта используйте специальный пароизоляционный барьер, паропроницаемость которого в несколько раз выше, чем у наружных слоёв. Швы и соединения пароизоляционного барьера необходимо тщательно загерметизировать.

Литература

1. Горлов Ю.П. «Технология теплоизоляционных материалов».

2. Ю. Л. Бобров, Е. Г. Овчаренко, Б. М. Шойхет, Е. Ю. Петухова «Теплоизоляционные материалы и конструкции».

3. Журнал «Усадьба».

4. Журнал «Жилая среда».

5. http://www.builderclub.com/statyi/materialy/teploizolyacionnye-materialy-vybor-teploizolyacionnyh-materialov/

6. http://www.budmagazin.com.ua/vibor-teploizolyacionie-materiali

7. http://penosteklo-ua.com/harakteristiki-teploizolyatsionnyih-materialov.html

8. http://www.ubzt.ru/

Таблица. 1 - Области применения теплоизоляционных материалов

Размещено на Allbest.ru