Правильный выбор теплоизоляционного материала, с подходящими к каждому конкретному случаю свойствами, поможет обеспечить соответствие необходимым нормам и уровню комфорта. Но при этом нужно знать, что отказ от выбора – это тоже выбор, и хорошо, если он не основан на заблуждении. Особенно не следует полагаться на удачу при выборе теплоизоляции, которая будет работать в условиях высоких температур. Риск лучше исключить еще на стадии проектирования. Затраты должны быть сбалансированы по времени и качеству, увязаны с долговечностью сооружения и функциональностью.
Другими словами: не стоит покупать дорогие материалы там, где без потери качества можно обойтись более дешевыми, и наоборот – не стоит применять дешевые материалы там, где необходимы дорогие. Впрочем, дешевые – не всегда плохие, а дорогие – не всегда качественные. Этикетки обманывают и покупателей, и продавцов.
Чтобы ориентироваться во всем многообразии теплоизоляционных материалов, их нужно классифицировать. Это можно сделать по множеству параметров и показателей. Одна из таких классификаций, достаточно упрощенная, приводится ниже.
Теплоизоляционные материалы можно подразделить по следующим основным признакам:
- исходное сырье;
- структура;
- форма;
- возгораемость;
- содержание и состав связующего вещества.
По виду основного и исходного сырья теплоизоляция подразделяется на:
- неорганическую;
- органическую.
Деление по этим признакам в достаточной степени условно, для полноты определения принимается, что изделия, изготовленные из смеси органического и неорганического сырья или компонентов, относятся к неорганическим, если количество последнего в смеси превышает 50% по массе.
По структуре материалы и изделия для теплоизоляции подразделяются на:
- волокнистые;
- ячеистые;
- зернистые.
Волокнистая структура предполагает наличие нитевидных частиц, которые могут быть использованы либо россыпью, либо соединяться с применением связующего звена. Например, в волокнистых плитах для этой цели используется экологически чистое модифицированное тепловое масло.
Ячеистая пузырьковая масса теплоизоляционного вещества обладает структурой застывшей пены, получаемой с помощью пено- или газоообразователя. Эта операция позволяет снизить удельный объемный вес вещества и повысить теплоизоляционные свойства. Например, ячеистый бетон называется пенобетоном или газобетоном в зависимости от используемого газообразователя, а пористость его может достигать 60-80% объема.
Пенные заполнители-герметики, применяемые для заделки щелей при установке или ремонте конструкций, в настоящее время получили достаточно широкое распространение.
Зернистые структуры предполагают наличие сплошных или полых объемных образований – зерен, склеенных между собой. В свою очередь зерна сами могут иметь пористую или ячеистую структуру. Например, пенополистирол состоит как бы из отдельных слипшихся пористых шариков.
По содержанию связующего вещества материалы и изделия подразделяются на:
- аморфные застывающие;
- рыхлые бесформенные;
- мягкие рулонные;
- плоские полужесткие;
- плоские фасонные;
- фасонные;
- полотна;
- ленты и шнуры.
Аморфные застывающие применяются при заделке внутренних полостей, трещин, швов, стыков и неровностей, при стекольных работах, а также для уплотнения дверных и оконных коробок при строительстве или при подготовке к холодному времени года. Теплоизоляторами они являются постольку, поскольку, заполняя собой зазоры и дыры, препятствуют утечке тепла (или холода). В основном это разного вида вспенивающиеся герметики всевозможных назначений и консистенций. Как правило, для их использования не требуется специальной подготовки, они обладают хорошей сцепляемостью – адгезией.
Рыхлые бесформенные теплоизоляторы представляют собой различные волоконные материалы типа минваты, в подавляющем большинстве случаев стеклянной или минеральной. Их используют в качестве заполнителя пустот в строительных конструкциях. Могут применяться также в щитовых элементах или в местах, где трудно разместить другие изолирующие материалы.
Мягкие рулонные теплоизоляционные маты рекомендуется применять для укладки в горизонтальной плоскости, на чердаках, там, где могут иметь место неровности, отклонения от правильных геометрических форм, не требуется большой точности.
Плоские полужесткие теплоизоляционные маты, напоминающие очень плоский войлок, могут применяться на наклонных плоскостях, в том числе и со сложным профилем. Эти маты можно в разумных пределах сгибать, они легко обрабатываются, что позволяет подгонять размеры по месту, а это важно при работе в стесненных условиях. Нести механическую нагрузку полужесткие маты не могут.
Плоские жесткие плиты – это конструктивные элементы, толщина которых в несколько раз меньше длины и ширины. Они могут работать на изгиб, применяться в качестве перегородок, несущих умеренную, весьма условную нагрузку. При декоративной обработке одной из поверхностей они используются для отделки помещений.
Фасонные детали – цилиндрической, полуцилиндрической формы, сегменты, скорлупы и другие объемные конструкции с разной геометрией предназначены для теплоизоляции трубопроводов, резервуаров, емкостей либо других криволинейных поверхностей. Они могут иметь элементы жесткости из более прочных материалов, а также защитную оболочку или, например, поверхность из фольги. Для закрепления теплоизоляции на трубах используются хомуты, сетчатые корсеты с проволочными стяжками и шнуровками.
Теплоизоляторы в виде полотна могут быть из стеклоткани, асбоцемента или иметь другой состав. В основном это материал однослойного плетения, но может быть и многослойным. Важное значение имеют свойства выбранного связующего или пропитывающего вещества, так как оно может придавать материалу совершенно новые качества.
Ленты и шнуры применяются для изоляции узких поверхностей, закрепления термоизоляции в определенном положении временно или постоянно, изоляции стыков и краев листов, рулонов при изоляции трубопроводов или конструкций сложного профиля.
По возгораемости (горючести) материалы и изделия подразделяются на:
- несгораемые;
- трудносгораемые;
- сгораемые.
Несгораемые вещества сохраняют свою структуру и свойства при высоких температурах и даже в этих условиях представляют собой преграду для дальнейшего распространения огня. Такие вещества не поддерживают горения и не горят ни при каких условиях.
Трудносгораемые вещества не поддерживают горения и через некоторое время сами затухают при отсутствии источника возгорания. При достижении температуры возгорания они, как правило, изменяют свою структуру, могут расплавляться или деформироваться, частично обугливаются, тлеют и могут полностью или частично сгореть при длительном воздействии огня и высокой температуры.
Сгораемые вещества не только горят сами, но и могут служить источником распространения огня. В этой связи необходимо точно знать и выдерживать температурный режим использования материалов.
Опасность для жизни при пожаре, кроме самого огня, могут представлять летучие токсичные вещества, которые входят в состав компонентов теплоизоляционных материалов. Они могут выделяться при повышенных температурах или образовываться при горении и пиролизе.
Общие технические требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:
- низкая теплопроводность;
- малая плотность (объемная масса);
- стабильность свойств;
- водостойкость;
- морозоустойчивость;
- экономичность;
- долговечность.
Теплопроводность – основная характеристика теплоизоляционных материалов, характеризующая их способность проводить или сохранять тепло. Меховая одежда не греет, а только хорошо удерживает тепло. Наиболее распространенный теплоизолятор – это воздух. Поэтому многие пористые волокнистые или ячеистые материалы, содержащие его в своем объеме, являются хорошими теплоизоляторами.
Стабильность свойств в строительстве актуальна как ни в какой другой сфере деятельности. Строения должны быть безопасны все время своего существования, и применение материалов, существенно меняющих свои свойства в течение времени или под воздействием каких-либо факторов, должно быть либо оговорено заранее с целью определить допустимые пределы и условия, либо быть полностью исключено.
Чем меньше гигроскопичность (способность поглощать влагу), тем теплоизоляция лучше. Наличие влаги не только резко снижает изоляционные характеристики, но и увеличивает вес, способствует коррозии металлических и гниению находящихся в контакте с теплоизоляцией деревянных деталей или элементов несущих конструкций. Поэтому желательно, чтобы материал обладал влаго- и водоотталкивающими свойствами, не поглощал влагу из воздуха.
В некоторых материалах варианты исполнения поверхности продуманы так, что, по крайней мере, одна сторона плиты, рулона или мата имеет соответствующее покрытие или отделку, например, фольгированную поверхность.
Морозоустойчивость теплоизоляции определяется количеством циклов замораживания/оттаивания, которое материал может выдерживать без существенного изменения своих свойств. Например, плиты ДВП и ДСП выдерживают до 25 циклов. Наличие влаги в структуре материала, как нетрудно догадаться, может значительно сократить количество циклов.
Несмотря на то, что спектр теплоизоляционных материалов, используемых в современном строительстве, достаточно широк, одним из наиболее технологичных и эффективных методов сбережения тепла является применение материалов на основе прессованного базальтового волокна. Отдельные виды теплоизоляции на минеральной основе способны достаточно длительное время выдерживать температуру до 1000 град. С.
В процессе получения ваты расплавленную при высоких температурах (около 1500 град. С) породу вытягивают через отверстия специальных высокоскоростных центрифуг. К тонким волокнам в виде паутины добавляются связующие компоненты и водоотталкивающее вещество. А для получения жестких плит и мягких матов полученная масса прессуется в изделия разной формы и плотности. Они обладают разными свойствами и могут находить различное применение в строительстве.
