ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ:

сравнительные характеристики Михаил Некрасов, компания ROCKWOOL Russia - ЗАО Минеральная Вата Круг задач, для решения кото рых используются теплоизоля ционные материалы, весьма ши рок. Это утепление фасадов, кровельных конструкций, полов и подвалов зданий, различных видов коммуникаций и трубо проводов.

Такие факторы эксплуатации строительных и инженерных конструкций, как температур но-влажностный режим, наличие нагрузок, деформационных воз действий, агрессивных химичес ких агентов предъявляют раз ные требования к теплоизоля ционным материалам. В соот ветствии с этими требования ми и осуществляется выбор ти па материала.

По структуре твердой основы теплоизоляционные материалы можно четко разделить на ячеи стые (по сути своей - твердые пены) и волокнистые (природ ным прототипом которых явля ется дерево или хлопок). В со временном строительстве ис пользуется широкий спектр теплоизоляционных материа лов, как на ячеистой, так и на волокнистой основе.

В ячеистых (вспененных) мате риалах могут использоваться как минеральные компоненты, так и органические полимеры.

Здесь наибольшее распростра нение получили теплоизоляци онные материалы на основе пе нополистирола (вспененного или экструдированного), пено полиуретана и вспененных кау чуков, пено-, газо- и ячеистых бетонов.

В волокнистых материалах, как правило, используется твердая основа минерального происхож дения. Это могут быть базаль Наиболее действенным способом повышения энергоэффективности зданий и инженерных сооружений яв товые горные породы, доменные ляется применение современных конструктивных решений с использованием теплоизоляционных матери шлаки или стекло.

Рассмотрим важнейшие особен алов. При относительно небольших материальных вложениях применение теплоизоляционной продукции ности и области применения на позволяет существенно повысить уровень комфортности, тепло- и звукоизоляцию жилых и производст иболее распространенных и по пулярных теплоизоляционных венных зданий. Кроме того, это позволяет сократить эксплуатационные расходы, то есть добиться весо материалов.

мой экономии топливных ресурсов.

ВСПЕНЕННЫЙ ПЕНОПОЛИСТИРОЛ Пенополистирол относится к нагрузки в течение длительного Вспененный пенополистирол горючим материалам, в связи с времени. Прочность на сжатие производится вспениванием по- при 10% линейной деформации этим его использование имеет листирола (стиропора) и после- составляет для различных марок ряд ограничений, связанных с дующим спеканием вспененных требованиями пожарной безо 65Ц250 кПа.

частиц. Пенополистирол характе- Пенополистирол не гигроско- пасности. Разрешается использо ризуется низкой теплопроводно- пичен, диффузия водяного пара вать пенополистирольные плиты стью (0,030Ц0,040 Вт/мС) и на фасадах с обрамлением окон сквозь него пренебрежимо мала.

плотностью (15Ц40 кг/м ). При Водопоглощение при погруже- ных и дверных проемов и межэ этом прочность пенополистирола тажных рассечек из минерало нии в воду на 7 дней составляет позволяет применять его в каче- 0,5Ц1,5% от объема. Сорбцион- ватных плит. Но даже при сме стве конструктивного элемента, шанном варианте использование ная влажность пенополистирола способного нести значительные пенополистирольных плит со составляет 3Ц6% по массе.

20 Технологии строительства 2(24)/ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ Свойства и области применения теплоизоляционных материалов Таблица 2.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- при 25 С, Вт/м Х К кг/м Г- горючий, С % по СГ - слабогорючий, объему НГ - негорючий, СЗ - самозатухающий --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Вспененный полистирол 0,030-0,040 15 - 40 Г1 до Г4 До 100 0,5 - 1,5 Теплоизоляция в системах наружного утеп ления мокрого типа;

также с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции;

в слоистой кладке, трехслойных бетонных или железобетонных панелях.

Экструдированный полистирол 0,038 - 0,041 25-45 Г1 до Г4 До 75 0,1 - 0,5 Теплоизоляция стен, полов, перекрытий, крыш и подземных частей, производство сэндвич панелей, теплоизоляции автомобильного и железнодорожного полотна.

Пенополиуретан 0,030 - 0,040 30 - 200 Г1 до Г4 от - 200 ~0 Трехслойные панели, трубопроводы различ до 100 ного назначения, техническая теплоизоляция.

Вспененный каучук 0,033 - 0,038 65-80 Г1 до Г4 До 100 ~0 Инженерные коммуникации, трубопроводы холодного водоснабжения.

Вспененное стекло 0.037-0.044 105-125 НГ До 485 ~0 Рулонные и мастичные крыши.

(на примере Foamglas) Минеральная вата (на примере изделий ROCKWOOL Russia - ЗАО Минеральная вата) -------------- ФАСАД БАТТС 0,038 145 НГ До 250 1,5 Внешняя сторона фасадов. Системы с толстой штукатуркой.

-------------- ЛАЙТ БАТТС 0,039 35 НГ До 250 1,5 Легкие стены, мансарды и кровельные конструкции, включая вертикальные и наклонные стены, междуэтажные перегородки и перекрытия.

-------------- ВЕНТИ БАТТС 0,037 90 НГ До 250 1,5 Внешняя сторона вентилируемых фасадных конструкций.

-------------- РУФ БАТТС 0,038 160 НГ До 250 1,5 Покрытия, в т.ч. для плоских кровель без цементной стяжки.

-------------- КАВИТИ БАТТС 0,038 45 НГ До 250 1 Средний теплоизолирующий слой в трехслойных наружных стенах из мелкоштучных материалов.

-------------- БЕТОН ЭЛЕМЕНТ БАТТС 0,037 90 НГ До 250 1 Однослойная теплоизоляция в бетонных и железобетонных сэндвич-панелях.

-------------- ТЕХ МАТ 0,038 43 НГ До 570 1 Теплоизоляция трубопроводов, воздуховодов и другого технического оборудования.

Стекловата (на примере изделий URSA) 0,037- 0,046 13-85 От Г1 до Г4 От Ц60 От 5 Тепло- и звукоизоляция скатных крыш, полов, до 180 мансард, чердаков, внутренних перегородок, каркасных панелей (плотность до 25 кг/ м ), наружных стен, межэтажных перекрытий, подвалов, оборудования.

1. Гранулы полистирола 2. Один из этапов технологического процесса Технологии строительства 2(24)/2003 ур температ применения лощение еплоизоляционный оэффициент Т К Огнестойкость Диапазон Области Плотность материал Водопог теплопроводности 1. Монтаж пенополистирольных плит 2. Цех по производству пенополистирола 3. Экструдированный пенополистирол Styrofoamтм в системах утепления:

а) полов;

б) стен;

в) крыш специальными добавками анти- дующим выдавливанием из экс 3а пиренами, подавляющими само- трудера и введением вспениваю стоятельное горение, имеет же- щего агента. В качестве вспени сткие ограничения.

вающего агента ранее использо В качестве утеплителя стен пе- вались различные фреоны, но в нополистирол применяется:

последнее время эти озоноразру в системах наружного утеп- шающие агенты уступают место ления мокрого типа;

безфреоновым системам на ос в системах с утеплителем с нове углекислого газа (СО2 ).

внутренней стороны ограждаю- Наряду с нулевой капиллярнос щей конструкции;

тью и пренебрежимо малым во в системах с утеплителем допоглощением (менее 0,2 об.%), внутри ограждающей конструк- экструдированный пенополисти ции (слоистая кладка, трехслой- рол, благодаря своей структуре, ные бетонные или железобетон- обладает необычайно высокой ные панели, трехслойные панели прочностью на сжатие, а также 3б с металлическими обшивками).

стабильными теплоизоляционны Вспененный пенополистирол ми характеристиками (теплопро представлен в России продукци- водность Ч 0,038Ц 0,041 Вт/мХК ей нескольких заводов группы при (255)С).

КNАUF (Россия), а также заво- Экструдированный пенополис дов Мосстройпластмасс и тирол обладает достаточно высо Мосстрой-31.

кой химической стойкостью, од нако некоторые органические ЭКСТРУДИРОВАННЫЙ ПЕНО растворители (ацетон, этилаце ПОЛИСТИРОЛ тат, нефтяной толуол, уайт-спи Экструдированный пенополис рит и т.д.), средства для защиты тирол получают путем смешива древесины, каменноугольная ния гранул полистирола при по смола и ее производные (крео вышенной температуре с после зол и т.д.) могут привести к раз мягчению, усадке и даже раство 3в рению плит из этого материала.

Особенностью пенополистиро ла является его чрезвычайно низ кая паропроницаемость (в зави симости от плотности, в 40Ц раз ниже, чем у минерального волокна). Таким образом, этот материал фактически является барьером на пути движения пара наружу. Поскольку в жилых по мещениях достаточно высокая влажность, то при применении пенополистирола встает вопрос о необходимости внутреннего кон диционирования помещения во избежание прогрессирующего отсыревания стен.

Как уже говорилось, использо вание пенополистирола имеет ряд ограничений, связанных с требованиями пожарной безо пасности. Разрешается использо вать полистирольные плиты на фасадах с обрамлением оконных и дверных проемов и межэтаж ных рассечек из минеральноват ных плит.

Высокие теплотехнические ха 22 Технологии строительства 2(24)/ рактеристики экструдированного тора, смешивающего и дозирую- Материал можно пенополистирола позволяют ис- щего исходные компоненты, на- применять в качестве пользовать его для теплоизоля- пылять материал на любые слож- утеплителя при изго ции подземных частей здания ные поверхности и тем самым товлении трехслой (фундаментные стены), стен под- создавать теплоизоляционный ных панелей, а также валов и подземных сооружений;

контур, состоящий из нескольких в качестве заливки в качестве наружной теплоизоля- слоев различной толщины. для полостей предва ции без дополнительной гидро- Пенополиуретановые системы, рительно возведен изоляции, теплоизоляции стен, созданные по такой технологии, ных конструкций, со перекрытий зданий, инверсион- имеют широкий диапазон значе- стоящих из несущего ных и эксплуатируемых кровель ний плотности. Материалы с каркаса и облицо (стоянки на крышах, сады на плотностью от 30 до 200 кг/м вочного слоя (колод крышах, террасные крыши);

в ка- имеют теплопроводность цевая кладка).

честве вибрационных, стабили- 0,030Ц0,040 Вт/м С, выдержи- Пенополиуретано зационных прокладок при строи- вают температуры от -200 С до вые скорлупы с за тельстве автомобильных и же- +100 С и высокие механические щитными покрытия лезных дорог. Возможно также нагрузки. ми из фольгоизола применение экструдированного Поскольку само напыление про- или рубероида ус пенополистирола при монолит- исходит в жидком состоянии, по- пешно используются ном домостроении. лучаемое покрытие обладает пре- для теплоизоляции В России наиболее известен красной адгезией к любым мате- трубопроводов.

экструдированный пенополисти- риалам Ч будь то металл, бетон, На российском рол концернов Тhе Dow Chemical кирпич или стекло. В результате рынке представлены Co (США) Ч торговая марка получается бесшовная и не требу- пенополиуретаны тм Styrofoam и ВАSF АG (Герма- ющая никакого крепежа теплоизо- Elastopor фирмы тм ния) Ч торговая марка Styrodur. ляция, способная нести нагрузку BASF Gruppe (Герма Сравнительно недавно в Рос- даже от последующей отделки. ния) и некоторых других сии появился экструдирован- Срок службы пенополиурета- зарубежных и отечественных ный пенополистирол фирмы новых покрытий составляет производителей. 4. Минераловатные AUSTROTHERM XPS (Австрия). 25Ц30 лет. Однако покрытия Из новейших разработок в об теплоизоляционные плиты Существуют также российские нуждаются в защите от воздейст- ласти вспененных полимерных Rockwool производства, работающие как вия прямых солнечных лучей и теплоизоляционных материалов на импортных, так и на ориги- атмосферной влаги. Для этого стоит назвать пенополиэтилен и нальных отечественных техноло- используют атмосферостойкие вспененные каучуки, нашедшие гиях и оборудовании. Наиболее кремнийорганические эмали, применение в теплоизоляции обработки, пожаробезопасность известная среди них компания - перхлорвиниловую фасадную труб холодного и горячего водо- и стойкость к большинству орга КИНЭКС (г. Кириши, Ленин- краску и т.д. снабжения. Другой перспектив- нических растворителей.

градская область), выпускающая Покрытие инертно к кислот- ный материал Ч пеноизол (теп продукцию под торговой маркой ным и щелочным средам, обла- лоизоляционный карбамидный МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА ПЕНОПЛЭКС. дает высокой химической и био- пенопласт). Этот материал ха- Минеральная вата Ч это во логической стойкостью, поэтому рактеризуется низкими значени- локнистый материал, получае ПЕНОПОЛИУРЕТАН может использоваться в сложных ями теплопроводности (менее мый из силикатных расплавов Пенополиуретан - это неплав- условиях эксплуатации, напри- 0,04 Вт/м К) и плотности (10Ц горных пород с добавлением ор кая термореактивная пластмасса мер, в грунте. кг/м ), его отличает простота ганического связующего компо с ярко выраженной ячеистой структурой. Только 3% от объема утеплителя занимает твердая ос нова, образующая жесткий кар кас. Такая кристаллическая структура придает вспененному полимеру значительную механи ческую прочность. Поры запол нены газом фторхлорметаном с низкой теплопроводностью, при чем доля замкнутых пор достига ет 90Ц95%.

Существует два подхода к при менению пенополиуретана. С од ной стороны, в ряде случаев предпочтительнее панели из же сткого пенополиуретана, которые создаются на стационарных уста новках предприятием-изготови телем. Но часто наиболее удобны готовые к переработке жидкие смеси, поставляемые в виде двух- или многокомпонентных систем, из которых непосредст венно на строительной площадке 5. Использование плит Rockwool изготавливаются покрытия с ши в системах наружного утепления роким спектром точно прогнози фасадов руемых свойств. Данная техноло 6. Техническая изоляция Rockwool гия позволяет при помощи мо бильной установки, пеногенера Технологии строительства 2(24)/2003 Дело в том, что минеральные во- ными материалами.

локна способны выдерживать Минераловатные теплоизоля температуру выше 1000 С, в то ционные изделия могут приме время как органический связую- няться в следующих многослой щий компонент начинает разру- ных теплоизоляционных системах:

шаться уже при температуре в системах наружного утеп 250 С. При более высоких темпе- ления мокрого типа;

ратурах, даже после разрушения в качестве теплоизоляцион связующего волокна, минераль- ного слоя в навесных вентилиру ные волокна остаются неповреж- емых фасадах;

денными и связанными между со- в системах с утеплителем с бой, сохраняя свою прочность и внутренней стороны ограждаю создавая защиту от огня.

щей конструкции;

Теплопроводность разных ти- в системах с утеплителем пов минеральной ваты составля- внутри ограждающей конструк ет 0,038Ц0,045 Вт/(м К) и во ции (таких как слоистая кладка, многом зависит от геометрии и трехслойные бетонные или желе ориентации волокон в простран- зобетонные панели, трехслойные стве. Наиболее эффективным панели с металлическими об теплоизолятором является мине- шивками).

ральная вата с беспорядочно для теплоизоляции труб.

ориентированными волокнами.

(Здесь находят широкое при Например, термосопротивление менение минераловатные ци минераловатной плиты толщи- линдры.) ной 5 см сопоставимо с термо сопротивлением кирпичной кладки толщиной 89 см или стенки из бруса толщиной 18 см.

Ориентация волокон влияет не только на теплопроводность, но и на прочностные характеристи ки минераловатных изделий.

Прочность на сжатие возрастает с ростом количества вертикально ориентированных волокон. Во локнистая структура также обес печивает другое важное свойство минеральной ваты Ч пренебре жимо малую усадку и, как след ствие, сохранение геометричес ких размеров в течение всего пе риода эксплуатации здания. Дек ларированный срок службы ми нераловатных материалов со ставляет не менее 50 лет.

Как известно, увеличение влажности теплоизоляционного материала приводит к значи тельному ухудшению его тепло изоляционных свойств. Благода ря гидрофобизирующей пропит ке минеральная вата обладает эффективными водоотталкиваю нента. Ценные свойства мине- щими свойствами, характеризу ральной ваты - высокая химиче- ясь исключительно низким водо ская стойкость и негорючесть - поглощением (не более 1,5% по 1, 2, 3. Варианты определяются химическим со- объему). Хорошая паропроница ставом твердой основы. Более емость материала позволяет из использования того, изделия из минеральной быточным водяным парам бес минераловатных ваты эффективно препятствуют препятственно проходить через теплоизоляционных распространению пламени и конструкцию, не скапливаясь в изделий в применяются в качестве противо- толще утеплителя и не снижая строительной пожарной изоляции и огнезащи- его теплозащитных свойств.

ты. Изделия из минеральной ва- Минеральная вата исключи практике ты могут быть также использова- тельно долговечна, стойка к био ны в условиях очень высоких деградации и воздействию раз температур в том случае, если личных химических реагентов и они не будут подвергаться де- растворителей, нетоксична, формациям, после того как раз- практически неаллергенна и со рушится связующий компонент. четаема с любыми конструкцион 24 Технологии строительства 2(24)/ 4. Применение теплоизоляционных плит из стекловолокна в системах утепления плоских кровель:

а) однослойная изоляция кровли;

б) двухслойная изоляция кровли 5. Использование плит из стекловолокна в системах утепления скатных кровель 4а 4б На российском рынке широкое ватных изделий. Также довольно распространение получили ми- велико водопоглощение этого нераловатные изделия фирм материала, достигающее у неко ROCKWOOL, Izomat а.s., Paroc, торых производителей 20 - 30% Gullfiber. по объему. Эти факторы приво дят к прогрессирующему ухудше СТЕКЛОВАТА нию теплоизолирующих свойств Стекловата (стеклянное шта- изделий из стекловаты уже через пельное волокно) по техноло- несколько лет службы.

гии получения и свойствам име ет много общего с минеральной Теплоизоляционные изделия ватой, но при производстве из стекловолокна применяются:

стеклянного волокна использу- для изоляции перекрытий, ют отходы стекольной промыш- легких стен и скатных крыш;

ленности. Стекловолокно обла- в системах с утеплителем с дает высокой химической стой- внутренней стороны ограждаю костью, не содержит коррози- щей конструкции;

онных агентов, негигроскопич- для изоляции трубопрово но. Однако из-за большой доли дов различного назначения.

связующего компонента (напри- На российском рынке стекло мер, в стекловате высокой плот- ватные теплоизоляционные ма ности), такой материал относит- териалы представляют компании ся к слабогорючим веществам. Флайдерер-Чудово (Новгород С течением времени наблюда- ская область), ISOVER - ИЗО ется значительная усадка стекло- ВЕР (Финляндия) и др.

Технологии строительства 2(24)/2003    Книги, научные публикации