Лучшие теплоизоляционные материалы: виды и свойства

Всё, что касается ограждающих конструкций, выполняется в строительстве согласно нормам и требованиям, представленных в СНиП 3.03.01, действующим ещё с 1987 года. Понятно, что за эти 30 лет много чего изменилось, появились новые материалы, усовершенствовались технологии. Поэтому в 2001 году, в дополнение к данным нормативам было введено пособие П3-2000, которое является руководством по проектированию и устройству тепловой изоляции ограждающих конструкций.

Классифицируем теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные материалы и изделия можно систематизировать по основным признакам:

  • По виду исходного сырья: неорганические (минеральная и стеклянная вата, ячеистые бетоны, материалы на основе асбеста, керамические и др.) и органические (древесно-волокнистые плиты, пенно- и поропласты, торфяные плиты и пр.). Также изготавливаются комбинированные материалы, с использование органических и неорганических компонентов.
  • По структуре: волокнистые (минеральная , стеклянная вата, шерсть и пр.), ячеистые (ячеистые бетоны и полимеры, пенно- и газокерамика и пр .) и зернистые или сыпучи (керамический и шлаковый гравий, пемзовый и шлаковый песок и пр.
  • По форме: рыхлые (вата, перлит и др.), плоские (плиты, маты, войлок и др.), фасонные (цилиндры, полуцелиндры, сегменты и др.), шнуровые (шнуры из неорганических волокон: асбестовые, минерального и стеклянного волокна).
  • По возгораемости (горючести): несгораемые (керамзит, ячеистые бетоны и др.), трудносгораемые (цементно-стружечные, ксилолит) и сгораемые (ячеистые пластмассы, торфоплиты, камышит и пр.)
  • По содержанию связующего вещества: содержащие связующее вещество (ячеистые бетоны, фибролит и пр.) и не содержащие связующее вещество (стекловата, минеральное волокно).

Теплопотери

Перед тем, как выбирать теплоизоляционные материалы, необходимо определиться, от каких потерь тепла следует их устанавливать. Главная их часть происходит не через стены, крышу или окна. Около 65% приходится именно на вентиляцию, при чем, бороться с этим очень трудно, так как данные коммуникации обеспечивают достаточный приток потоков свежего воздуха и удаление лишней влаги. Поэтому их можно не учитывать, однако остающиеся потери приходятся на:

  • тепловое излучение (80%). Большая часть материалов пропускает излучение из-за своей структуры. Фольга и материалы с ее применением (фольгоизолы, фольгопласты, изолоны и другие), отражают до 99% такого излучения. Поэтому их применение для теплоизоляции домов является обязательным;
  • теплообмен – самопроизвольный процесс переноса тепловой энергии от нагретых тел к холодным. Зависит от показателей теплопроводности, описанных выше.

Поэтому подбор материалов для изоляции от данных потерь должен осуществляться исключительно на основе характера и типа потерь тепловой энергии.

Причины для утепления трубопроводов

Многие не понимают, зачем нужна теплоизоляция для труб , проложенных на поверхности земли и открытом воздухе. С транспортировкой теплоносителей все понятно – горячая вода не должна остывать при доставке к потребителю. В этом случае уместнее термин «термоизоляция». Но не только горячее водоснабжение необходимо защищать от охлаждения.

Обычный водопровод образует конденсат на поверхности при контрасте температур, а также перемерзает в зимний период, особенно при экстремальных показателях термометра. Это нередко случается в надземной части старых колонок, обустроенных в частном секторе и сельской местности. В таком случае замерзшую воду отогревают паяльной лампой или другими способами.

Низкие температуры воздуха обязывают поддерживать тепловые показатели теплоносителя при подаче к объектам. Утепляют все виды труб, независимо от материала:

  • металлические;
  • металлопластиковые;
  • пластиковые;
  • полимерные;
  • композитные.

Это интересно! В холодном климате недостаточно традиционного утеплителя коммуникаций на той части, которая идёт по поверхности земли.  В Скандинавии предложили обогрев ступенек домов и магазинов, тротуаров и труб для теплосети нагревательным кабелем Nexans. Постепенно этот полезный опыт приживается и на территории Российской Федерации.

Причины для утепления трубопроводов

Теплоизоляцией покрывают не только бытовые трубопроводы, но и магистрали промышленного назначения

Читайте также:  Виды напольных покрытий: критерии выбора для домашнего использования

В частном секторе есть потребность утепления труб по разным причинам:

  • коммуникации подведены к разным постройкам;
  • часть теплотрассы идёт по улице вне помещений;
  • подогрев теплоносителя в удаленной общей котельной;
  • отопление замкнутого цикла, через все постройки на приусадебной территории с разным функционалом и температурой внутри (подвал, гараж, чердак, баня).

На некоторых участках требуется дополнительная защита труб в теплоизоляции. Причины – хулиганские проявления и акты вандализма, посещение территории дикими животными или крупным рогатым скотом. Для этого используют дополнительную обмотку листовым железом и стальным прутом.

Требования к утеплителям

Образец технического свидетельства на утеплитель

Конечно, частный застройщик может делать на своей стройке всё, что хочет. А вот на объектах, возводимых за счёт государственных средств, а так же различных льготных кредитов и фондов, импортные теплоизоляционные материалы могут быть применены только в том случае, если аналогичный вариант отечественного производства отсутствует.

Устройство теплоизоляции с наружной отделкой в типовом проекте

В любом проекте чётко прописано решение по тепловой изоляции конструкций, и заменять что-либо без согласования с заказчиком и проектировщиками, СНиП утепление стен не разрешает. Нельзя так же определять технические данные материалов на основе рекламной информации. Соответствие качества материалов требованиям стандарта, подтверждается производителем сертификатом при поставке.

Особенности систем тепловой защиты зданий

Сопротивление теплопередачи стены по СНиП, должно соответствовать главе 5.1 норм СНБ , в которых даны коэффициенты для всех типов стен и перекрытий. Кроме того, для наружных ограждений должен быть выполнен расчёт по воздухо- и паропроницаемости.

В многослойных конструкциях, все материалы должны работать системно, как единое целое, и хорошо совмещаться между собой по гидрофобности и прочности:

  • Подбор утеплителя проектировщиками, предваряется выполнением теплотехнических расчётов. На их основании, устанавливается не только тип материала, но и указывается его марка.
  • Если принято решение использовать материалы, изготавливаемые на полимерных основах: полиуретанах, полистиролах, полиэтиленах, которые являются непроницаемыми не только для воды, но и для пара, проект должен предусматривать меры по обеспечению комфортного воздухообмена в помещениях.
  • К плитным материалам предъявляются такие требования. Прежде всего, они касаются геометрии плит: их углы грани не должны быть нарушенными или криволинейными. По структуре плита должна быть плотной, а несвязанные волокна и гранулы являются признаком плохого качества.

Утеплитель с офактуренной поверхностью и пазогребневым соединением

Для обеспечения адгезии, обе поверхности плиты должны быть шершавыми, либо одна из них должна быть офактуренной. Приветствуется так же наличие на плитах шпунтов и пазов, посредством которых они соединяются без зазора.

В приоритете и утеплители монолитного типа, но для изоляции стен они применяются довольно редко. Поэтому основной наш разговор пойдёт об утеплителях плитных.

Виды утеплителей для стен

СНиП теплоизоляция стен, регламентирует применение следующих материалов:

Тип утеплителя Основные требования

Плиты из пенополистирола

Плиты ППС применяют, в основном, для наружного утепления. Технические характеристики полистирольного утеплителя могут быть самыми разными, и выбор марки плит зависит от предполагаемых нагрузок. Для утепления наружных стен они должны быть не менее:

  • Прочность на сжатие – 0,07мПа при линейной деформации в 10%.
  • Прочность на растяжение – предел 0,15мПа.
  • Прочность на изгиб – 0,12мПа.

Минераловатные плиты

Подбор данного материала осуществляется в зависимости от силовых нагрузок, которые ему придётся выдерживать. Выпускают плитную минвату различной степени жёсткости.

  • ПМ (мягкую) для наружных стен вообще не используют.
  • Если здание малоэтажное, с облегчёнными стенами из кирпича или ячеистобетонных блоков, применяется минвата ППЖ60-ПЖ80 (полужёсткая) или ПЖ100- ПЖ140 (жёсткая).
  • В тёплых системах, где поверхность утеплителя служит базовым основанием под штукатурку, применяют плиты повышенной жёсткости ППЖ160-ППЖ200.

Твёрдые плиты ПТ220-ПТ300, обычно являются отделочными, то есть, имеют офактуренную поверхность.

Монолитный утеплитель

Монолитные утеплители чаще используют для наружной изоляции. Их применение внутри помещений, как правило, ограничивается чердаками и подвалами.

К ним относятся:

  • Вспененный полиуретан, напыляемый на поверхности стен. Для этого требуется специальное оборудование, поэтому своими руками такое утепление не выполняют.
  • Полистиролбетон;
  • Шлакобетон;
  • Газо- и пенобетон.

Три последних варианта не могут напыляться, как вспененные полимеры – их обычно применяют для заполнения колодцев  в кладке облегчённых стен (см. Жидкая теплоизоляция для стен: особенности использования).

Для минваты важна прочность на отрыв слоёв, которая должна соответствовать стандарту 17177*94. Для полистирольных плит решающее значение имеет предел прочности на растяжение – его минимальное значение указано в таблице.

Что такое теплоизоляция

Теплоизоляция — это использование специальных материалов, предназначенных предотвратить нежелательный тепловой обмен с окружающей средой. В современном строительстве применение теплоизоляционных материалов обязательно для утепления внешних стен, кровли, чердаков, подвалов, перекрытий, фундаментов, отмосток и пр. Если дом не имеет современной теплоизоляции, то расходы на его обогрев и поддержание комфортного микроклимата в нем существенно возрастают.

В других случаях теплоизоляция нужна для защиты от перегрева, например в холодильном оборудовании или в криогенных технологиях. Применяют теплоизоляционные материалы и при монтаже теплотрасс, это позволяет не только снизить потери тепла, но и предотвратить образование конденсата, приводящего к коррозии.

При строительстве частных загородных домов у собственников нет сомнения в необходимости эффективной теплоизоляции, но возникает ряд других вопросов:

  • Как утеплить дом?
  • Какие есть современные теплоизоляционные материалы?
  • Какие есть технологии утепления домов?
  • Как оптимизировать расходы на утепление дома?  

Какие бывают теплоизоляционные материалы

Среди современных теплоизоляционных материалов наиболее часто в строительстве для утепления применяют такие материалы:

  • минеральная вата;
  • стекловата;
  • экструдированный пенополистирол;
  • вспененный пенополистирол;
  • пенополиуретан.

Характеристики теплоизоляционных материалов

Чтобы выбрать правильно теплоизоляционный материал для утепления дома, необходимо знать их основные характеристики:

  • теплопроводность;
  • пористость;
  • плотность;
  • паропроницаемость;
  • влажность;
  • водопоглощение;
  • биостойкость;
  • Огнестойкость.
Что такое теплоизоляция

Основным свойством материалов для утепления помещений является теплопроводность, которая характеризуется коэффициентом теплопроводности, чем он меньше, тем лучше теплоизоляция.

Пористость показывает процент объема пор в общем количестве материала. Для теплоизоляционных материалов он может быть от 50 до 98%, чем выше пористость, тем лучше его качество.

Плотность материала — отношение массы к объему. Влажность — содержание влаги в материале;

Водопоглощение — способность материала накапливать влагу при контактах с водой.

Биостойкость — способность материала противостоять действию грибков и вредных микроорганизмов. Огнестойкость — способность выдерживать действие высоких температур в течение определенного времени. Выбрать правильно утеплитель для дома можно, сравнивая такие показатели как теплопроводность, плотность, водопоглощение и класс горючести. Изучая данные приведенные в таблице, вы можете выбрать для себя наиболее подходящий утеплитель

Исходя из данных таблицы, утепление пенополиуретаном является наиболее оптимальным. Из всех теплоизоляционных материалов характеристики пенополиуретана лучшие: он имеет самый низкий коэффициент теплопроводности, низкую плотность, низкое водопоглощение и большой срок эксплуатации. Кроме того у него есть и другие достоинства. К ним относится быстрый монтаж, возможность утеплять неровные поверхности, отсутствие стыков, эластичность, биологическая устойчивость.

Пенополиуретан относится к средне и сильногорючим материалам, это зависит от его химического состава. Пенополиуретановая изоляция производится путем напыления, работу может производить всего один оператор.

Как происходит напыление пенополиуретаном

Пример напыления пенополиуретаном смотрите в видео.

На какие параметры обращать внимание при выборе?

Выбор качественной теплоизоляции зависит от множества параметров. Берутся во внимание и способы монтажа, и стоимость, и другие важные характеристики, на которых стоит остановиться подробнее.

Выбирая самый лучший теплосберегающий материал, необходимо тщательно изучить его основные характеристики:

  1. Теплопроводность. Данный коэффициент равен количеству теплоты, которое за 1 ч пройдет сквозь 1 м изолятора площадью 1 м2, измеряется Вт. Показатель теплопроводности напрямую зависит от степени влажности поверхности, поскольку вода пропускает тепло лучше воздуха, то есть сырой материал со своими задачами не справится.
  2. Пористость. Это доля пор во всеобщем объеме теплоизолятора. Поры могут быть открытыми и закрытыми, крупными и мелкими. При выборе важна равномерность их распределения и вид.
  3. Водопоглощение. Этот параметр показывает количество воды, которое может впитать и удержать в порах теплоизолятор при прямом контакте с влажной средой. Для улучшения этой характеристики материал подвергают гидрофобизации.
  4. Плотность теплоизоляционных материалов. Данный показатель измеряется в кг/м3. Плотность показывает соотношение массы и объема изделия.
  5. Влажность. Показывает объем влаги в утеплителе. Сорбционная влажность указывает на равновесие гигроскопической влажности в условиях разных температурных показателей и относительной влажности воздуха.
  6. Паропроницаемость. Это свойство показывает количество водяного пара, проходящее за один час через 1 м2 утеплителя. Единица измерения пара – мг, а температура воздуха внутри и снаружи принимается за одинаковую.
  7. Устойчивость к био разложению. Теплоизолятор с высокой степенью биостойкости может противостоять воздействию насекомых, микроорганизмов, грибков и в условиях повышенной влажности.
  8. Прочность. Данный параметр свидетельствует о том, какое влияние на изделие окажет транспортировка, хранение, укладка и эксплуатация. Хороший показатель находится в пределах от 0,2 до 2,5 МПа.
  9. Огнеустойчивость. Здесь учитываются все параметры пожарной безопасности: воспламеняемость материала, его горючесть, дымообразующая способность, а также степень токсичности продуктов горения. Так, чем дольше утеплитель противостоит пламени, тем выше его параметр огнестойкости.
  10. Термоустойчивость. Способность материала сопротивляться воздействию температур. Показатель демонстрирует уровень температуры, после достижения которой у материала изменятся характеристики, структура, а также уменьшится его прочность.
  11. Удельная теплоемкость. Измеряется в кДж/(кг х °С) и тем самым демонстрирует количество теплоты, которое аккумулируется слоем теплоизоляции.
  12. Морозоустойчивость. Данный параметр показывает возможность материала переносить изменения температуры, замерзать и оттаивать без потери основных характеристик.

Во время выбора теплоизоляции нужно помнить о целом спектре факторов. Надо учитывать основные параметры утепляемого объекта, условия использования и так далее. Универсальных материалов не существует, так как среди представляемых рынком панелей, сыпучих смесей и жидкостей нужно выбрать наиболее подходящий для конкретного случая тип теплоизоляции.

Фольгированный утеплитель

Особенность этого утеплителя в том, что он не только изолирует тепло, но и отражает его обратно. Одна из сторон изолятора – фольга высокой степени полировки. Обратная сторона представляет собой вспененный полиэтилен. Благодаря свойствам компонентов качество отражения достигает 60%.

Бонусом станут их великолепные водоотталкивающие свойства. К тому же, ячеистая структура обеспечивает циркуляцию воздуха и в то же время предотвращает промерзание стен в холодный период. Дополнительно утеплитель глушит звуки.

Монтаж

Чаще всего фольгу наклеивают за батареями. Продлить срок службы помогает правильный монтаж утеплителя. Он должен располагаться ровно, не зацепаясь за гвозди или другие препятствия на стене.

Также одно из важных условий – обязательная воздушная прослойка между стеной и фольгированным покрытием. Это обеспечит внутреннюю вентиляцию и отвод конденсата.